[发明专利]利用远程感测量化气团的装置和方法

权利要求书

1.一种量化气团成分的绝对量的装置，其特征在于，包括：

（a）光源，用于发出光束且将发射的光通过气团传输到一面上，所述面将传输的光散射；

（b）探测器，用于拍摄气团的影像，其中所拍摄的影像包含被所述面散射的散射光的吸收信息；以及

（c）处理器，用于处理所拍摄的影像，以确定气团中至少一种成分的绝对量。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器配置用于执行功能：

（a）沿着穿过气团的截面从所拍摄的影像中选择多个像素，每个像素分别具有投射到所述面上的像素面积；

（b）表示从所拍摄影像中选择的每个像素的光的吸收率；

（c）根据所表示的像素的吸收率计算每个像素的光学质量；

（d）将像素的光学质量和相应的投射像素面积相乘，以获得每个像素中的分子数；

（e）将每个像素的分子数相加，以获取气团中的分子总数。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述处理器配置用于执行步骤：

（f）计算摩尔数，从而计算气团的成分的克数；以及

（g）计算像素所覆盖的面积的宽度以获得每段距离内车辆留下的排放物的克数。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，每个像素的光学质量μ由比尔定律确定：

μ＝-ln(I/I₀)/κ(v)

其中，（I/I0）与吸收率相关，κ(v)是吸收横截面。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述探测器包括具有一个或多个窄带通滤波器的红外相机和紫外相机中的至少一个，其中所述一个或多个窄带通滤波器吸收特定气体的吸收频带。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述探测器包括多个光敏器件，每个光敏器件分别根据被所述面散射的散射光生成电信号，其中所述电信号表示被所述气团吸收的接收光。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述探测器包括能够拍摄气团影像的探测器阵列。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光源包括卤素光源和/或辉光杆。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括准直/传播光学仪器，用于准直/传播发射光，并使发射光穿过气团传播到所述面上。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述准直光学仪器包括相对光源设置的第一凹面镜和第二凹面镜，使得第一凹面镜接收光源发出的光束并将接收光反射到第二凹面镜上，第二凹面镜反过来将反射光准直，并使准直光穿过气团传播到车道的面上。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，第一凹面镜和第二凹面镜限定了其间的焦点，且斩波器置于所述焦点上。

12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光源包括一个或多个调制激光和/或调制LED。

13.一种量化气团成分的绝对量的方法，其特征在于，包括：

（a）引导光束穿过气团传播到一面上，所述面将所述光束散射；

（b）拍摄气团的影像，所述影像包含被所述面散射的散射光的吸收信息；以及

（c）处理所拍摄的影像，以确定气团中至少一种成分的绝对量。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述处理步骤包括步骤：

（a）沿着穿过气团的截面从所拍摄的影像中选择多个像素，每个像素分别具有像素面积；

（b）表示从所拍摄影像中选择的每个像素的光的吸收率；

（c）根据所表示的像素的吸收率计算每个像素的光学质量；

（d）将像素的光学质量和相应的投射像素面积相乘，以获得像素中的分子数；

（e）将每个像素的分子数相加，以获取可视气团中的分子总数。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述处理步骤还包括步骤：

（a）计算摩尔数，从而计算气团的成分的克数；以及

（b）计算像素所覆盖的面积的宽度以获得每段距离内车辆留下的排放物的克数。