[发明专利]一种生物气溶胶红外消光和粒径的仿真遥测系统及方法

权利要求书

1.一种生物气溶胶红外消光和粒径的仿真遥测系统，包括气溶胶发生器、样品池、粒径谱仪、大面源黑体辐射源、接收望远镜和傅里叶变换红外光谱仪，其特征在于：所述气溶胶发生器的出样口通过气管与样品池的进样口相连，所述样品池的出样口通过气管与粒径谱仪相连，所述的样品池内设有风扇，从气溶胶发生器的出样口喷出的生物气溶胶样品经气管进入样品池，在所述风扇的吹扫作用下，生物气溶胶样品在样品池内扩散，并经样品池的出样口和气管进入粒径谱仪，来分析和测量生物气溶胶样品的粒径分布和粒子数浓度；

所述样品池的两端分别设有入、出光孔，所述的大面源黑体辐射源、样品池的入、出光孔、接收望远镜和傅里叶变换红外光谱仪位于同一光路上，所述傅里叶变换红外光谱仪和粒径谱仪共接入计算机，所述的大面源黑体辐射源发出红外辐射光，经样品池入光孔进入样品池内，并穿过样品池内的生物气溶胶样品，再经样品池出光孔出射，然后由接收望远镜接收后，进入所述的傅里叶变换红外光谱仪，最后由计算机控制傅里叶变换红外光谱仪采集、分析和存储红外光谱辐射数据。

2.一种生物气溶胶红外消光和粒径的仿真遥测方法，其特征在于：其具体包括以下步骤：生物气溶胶样品从气溶胶发生器的出样口喷出，并通过气管经样品池的进样口充入样品池内，在风扇产生的微风的吹扫下，生物气溶胶样品在样品池内扩散，并经样品池的出样口扩散出，通过气管进入粒径谱仪，粒径谱仪进行快速实时分析，得到生物气溶胶样品的粒径分布和粒子数浓度变化情况；同时，从大面源黑体辐射源出射的红外辐射光，经样品池入光孔进入样品池内，并穿过样品池内的生物气溶胶样品，再经样品池出光孔出射，然后由接收望远镜接收后，被傅里叶变换红外光谱仪探测，最后计算机根据傅里叶变换红外光谱仪测量得到的红外光谱辐射数据和生物气溶胶样品的粒径分布和粒子数浓度进行定性和定量分析。

3.根据权利要求1所述的一种生物气溶胶红外消光和粒径的仿真遥测系统，其特征在于：所述的样品池采用透明亚克力或有机玻璃材质。

4.根据权利要求1所述的一种生物气溶胶红外消光和粒径的仿真遥测系统，其特征在于：所述样品池的进样口位于样品池侧壁的中部，且样品池进样口的高度距离样品池底面内侧5cm。

5.根据权利要求1所述的一种生物气溶胶红外消光和粒径的仿真遥测系统，其特征在于：所述的气溶胶发生器用于将生物气溶胶样品扩散为气溶胶，并通过在喷嘴口形成的剪切力将团聚的粉末微粒分散开，从而形成气溶胶颗粒。

6.根据权利要求1所述的一种生物气溶胶红外消光和粒径的仿真遥测系统，其特征在于：所述大面源黑体辐射源的表面采用高发射率（>98%）材料，大面源黑体辐射源工作的黑体温度在-5℃~45℃之间，且为可调。

7.根据权利要求1所述的一种生物气溶胶红外消光和粒径的仿真遥测系统，其特征在于：所述的粒径谱仪用于在气溶胶在发生的同时进行实时动态采样，在分析气溶胶粒径分布和粒子数浓度的同时，从其采样得到的粒子数浓度变化趋势，判断样品池内生物气溶胶样品颗粒物的扩散情况是否达到稳定状态。

8.根据权利要求2所述的一种生物气溶胶红外消光和粒径的仿真遥测方法，其特征在于：所述傅里叶变换红外光谱测量到的是红外辐射经生物气溶胶样品吸收和散射作用后得到的总消光光谱。

9.根据权利要求2所述的一种生物气溶胶红外消光和粒径的仿真遥测方法，其特征在于：计算机在进行定量和定性分析的过程中，同时完成气溶胶粒径分布和粒子数浓度的采样和测量。