[发明专利]一种连续光激光粒子分析仪光路系统

说明书

技术领域

本发明涉及气溶胶检测设备，是连续光激光粒子分析仪的主体部分。

背景技术

已有的激光粒子分析仪光学系统，激光粒子分析仪光学探头结构原理如图3、图4所示，1-红光半导体激光器，8-UV脉冲激光器，15-光电倍增管，16-雪崩二极管，含有生物气溶胶的气体样流进入光检测区，红光光路形成的双光斑激发气溶胶颗粒的散射光由雪崩二极管接收，紫光光路形成但光斑诱发气溶胶荧光由光电倍增管接受，雪崩二极管和光电倍增管产生的光电信号由后面的电路部分来处理。

该光学探头在实际应用中存在以下问题：

1、由于激光粒子分析仪要检测气溶胶粒子粒径、浓度以及荧光强度，因此该光学探头要用两种光源来分别测试粒子的散射光和荧光强度，这使得系统的整体结构较大，随着国际、国内反恐形式的严峻，特别是生物恐怖是无声、无硝烟的恐怖，在时间、地点上都有极大的不确定性。该光学探头的激光粒子分析仪不利于携带，对突发地点如野外等机动车辆无法到达的地点不便使用。

2、该光学系统使用UV脉冲激光器来诱发荧光，受脉冲激光器重复频率的限制荧光检测率较低。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述问题，提供一种新型的连续光激光粒子分析仪光路系统。该光路系统具有结构小，荧光检测率高等特点。已满足突发事件场所的气溶胶检测使用。

一种连续光激光粒子分析仪光路系统，利用激光测量空间生物气溶胶粒径、浓度并鉴别是否为生物粒子，包括一个激光整形系统、一个单峰激光空气动力学直径测量系统、一个紫外激光诱发的生物粒子荧光的检测系统，由半导体紫外连续激光器、激光整形透镜组、对称集光椭球反射镜、样气通过光检测区并垂直于激光束的样气通道、雪崩二极管和光电倍增管构成，光检测区位于对称集光椭球反射镜重合焦点位置。

所述的单峰激光空气动力学直径测量系统和紫外激光诱发的生物粒子荧光的检测系统是由一个半导体紫外连续激光器提供光源。

所述的激光整形系统由激光扩束镜和激光聚焦镜组成。

激光扩束镜和激光聚焦镜组由一个双凹透镜、一个平凸透镜、一个弯月透镜和一个柱面镜组成。

所述的激光扩束镜和激光聚焦镜组是球面透镜。

本发明由半导体紫外连续激光器、激光整形透镜组、对称集光椭球反射镜、样气通过光检测区并垂直于激光束的样气通道、雪崩二极管和光电倍增管组成。

本发明与已有光学系统相比，其优点是：

用一种光源同时激发粒子散射光和诱发荧光使其本身结构小型化。

使用连续激光来诱发荧光，提高了荧光检测率。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的激光整形结构和光路图。

图2是本发明的散射光和荧光检测结构和光路图。

图3是已有LD121型光学探头激光整形结构和光路图。

图4是已有LD121型光学探头散射光和荧光检测结构和光路图。

具体实施方式

如图1图2所示，本发明的最佳结构为：沿光束前进的方向依次为半导体激光器1，双凹透镜2，平凸透镜3，弯月透镜4和激光扩束镜5组成激光整形镜组。所说的激光扩束镜5为柱面镜。光检测区位于对称集光椭球镜7的焦点附近。

本发明的检测过程是：来自半导体激光器的激光经过激光整形透镜组在对称集光椭球镜的焦点附近形成检测用的光斑，气溶胶颗粒进入光检测区垂直经过激光束产生散射光并被诱发出荧光，一定立体角范围内的散射光和荧光经对称集光椭球镜聚焦后分别被雪崩二极管和光电倍增管接收，雪崩二极管和光电倍增管产生的光电信号由仪器随后的电子学部分处理得出检测结果。

本发明使用一个光源来激发散射光和诱导荧光，仪器结构得到了较大的简化，弥补了已有仪器使用场地受限和荧光检测率低的不足。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换，都应包含在本发明技术方案的保护范围内，比如在激光整形透镜中增加方解石形成双光斑，虽然荧光灵敏度降低但仍不失为一种可行性结构。