[发明专利]双通道实时生物气溶胶监测方法与装置

权利要求书

1.一种双通道实时生物气溶胶监测方法，其特征在于该方法包括下列步骤：

①大气气溶胶粒子富集：利用气泵对大气气溶胶粒子进行采样，经粒子过滤器滤除干扰粒子后，由气溶胶粒子富集器将采样气溶胶中的粒子沉积到粒子富集器末端的粒子富集板上，形成多粒子样本；

②双通道紫外光诱导荧光检测：双通道分别检测粒子富集板上富集的粒子在两种波长的紫外激发光诱导下发出的荧光光谱；

③数据处理：依据荧光强度判断生物气溶胶粒子的浓度，依据不同波段的荧光分布获得粒子的有机分子构成，从而判断粒子的种类；

④对粒子富集板进行表面清洁与再生；

⑤重复上述步骤①②③④，进行新一轮循环检测，从而实现对大气中生物气溶胶的实时监测功能。

2.实施权利要求1所述的双通道实时生物气溶胶监测方法的装置，其特征在于该装置包括气溶胶粒子富集单元(1)、双通道紫外光诱导荧光检测单元(3)、粒子富集板再生机构(4)、旋转平台(2)与控制系统(5)：

所述的气溶胶粒子富集单元(1)包括粒子过滤器(101)、粒子富集器(102)、粒子富集板(103)、承载台(104)和气泵(105)，所述的粒子过滤器(101)、粒子富集器(102)和气泵(105)通过气路管道依次相连，所述的粒子富集板(103)通过所述的承载台(104)固定在所述的旋转平台(2)的圆形平台(201)上的边缘，在富集气溶胶粒子时该粒子富集板(103)的中心与所述的粒子富集器(102)的通道出口相对；

所述的旋转平台(2)包括圆形平台(201)、转台驱动电机(202)与位置传感器(203)，所述的圆形平台(201)的四周边沿设有四个不同宽度的狭缝(204)，所述的位置传感器(203)位于所述的圆形平台(201)的一个侧面，当转台驱动电机(202)驱动所述的圆形平台(201)旋转时，该位置传感器(203)扫描所述的四个狭缝(204)并向所述的控制系统(5)输入相应的位置信号；

所述的双通道紫外光诱导荧光检测单元(3)包括荧光检测的第一通道(301)和荧光检测的第二通道(302)；

所述的粒子富集板再生机构(4)包括设置在所述的圆形平台(201)侧面的清理毛刷(401)和附静电装置(402)；

所述的控制处理系统(5)包括一台嵌入式计算机和数据采集卡，所述的气泵(105)、转台驱动电机(202)、位置传感器(203)、清理毛刷(401)、荧光检测第一通道(301)和荧光检测第二通道(302)与该控制处理系统(5)相连并受控地协同工作。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述的荧光检测第一通道(301)和荧光检测第二通道(302)的构成包括激发光路和接收光路，区别在于激发光源分别为365nm的发光二极管和280nm发光二极管，荧光探测器的接收波段分别为420nm～600nm和300nm～420nm。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述的荧光检测第一通道(301)和荧光检测的第二通道(302)的激发光路构成包括紫外光源(11)，沿该紫外光源(11)的紫外光输出分向依次是激发光准直镜组(12)、激发光滤光片(13)、激发光聚焦镜组(14)直达所述的粒子富集板(103)；在激发光路中放置有低反射率反射镜(20)，在该低反射率反射镜(20)的反射方向设置光强探测器(19)；所述的接收光路由荧光准直镜组(15)、荧光滤光片(16)、荧光聚焦镜组(17)和光电倍增管探测器(18)组成，由光电倍增管探测器(18)转换为可表征当前荧光强度的电信号送所述的控制处理系统(5)。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于荧光检测第一通道(301)和荧光检测第二通道(302)的激发光路和接收光路为共光路光学系统，激发光路由紫外光源(21)、激发光准直镜组(22)、激发光滤光片(23)、分色镜(24)、激发光聚焦镜组(25)、粒子富集板(103)组成；接收光路由粒子富集板(103)、荧光准直镜组(25)、分色镜(24)、荧光滤光片(26)、荧光聚焦镜组(27)、光电倍增管探测器(28)组成，在所述的分色镜(24)相对紫外光源(21)的另一侧放置光强探测器(29)，实时监测紫外光源(21)的强度，所述的分色镜(24)对紫外光高反，对荧光高透。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述的清理毛刷(401)是由直流电机驱动的圆形刷子。