[实用新型]去水汽的干性气溶胶质量浓度探测激光雷达系统

说明书

本实用新型涉及大气污染监控技术领域，尤其为去水汽的干性气溶胶质量浓度探测激光雷达系统。系统包含激光发射单元，激光接收单元，气溶胶通道探测单元，水汽通道探测单元，吸湿性增长模型数据库和雷达控制和反演显示软件单元。通过激光雷达的气溶胶和水汽的数据，基于气溶胶Mie散射和吸湿性增长的参数研究，综合反演得到湿性/干性气溶胶立体空间分布，打通不同仪器的数据的信息融合利用，提高激光雷达应用潜力。利用建立多信息融合反演算法解决地面仪器监测网和激光雷达空间数据的融合，提高激光雷达空间数据的利用效率，推动激光雷达在解决气溶胶垂直空间扩散，污染边界层高度以及环境监测网等方面的研究。

技术领域

本实用新型涉及大气污染监控技术领域，具体为去水汽的干性气溶胶质量浓度探测激光雷达系统。

背景技术

目前，我国环保部门、气象部门和研究部门已经建立较为完善的地面气溶胶监测体系，在日常的环境监测中发挥了重要作用。然而，地面系统只能提供单点的数据，在立体空间的气溶胶检测方面“无能为力”，无法对未来环境的空间分布进行预报，也不能进行空间传输的预测，与公众的期待相差甚远。而激光雷达作为主动遥感工具可以提供气溶胶的消光系数和后向散射系数立体空间的分布和变化，目前初见得到环保、气象和研究部门的重视。然而环境领域的监测仪器和方法是主要从人体健康的角度出发，气溶胶采用的是质量浓度为单位。而激光雷达测量的大气气溶胶的消光系数属于光学特性单位。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供去水汽的干性气溶胶质量浓度探测激光雷达系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

去水汽的干性气溶胶质量浓度探测激光雷达系统，包括激光发射单元、激光接收单元、气溶胶通道探测单元、水汽通道探测单元、雷达控制单元、吸湿性增长模型数据服务器和反演显示单元，其中：所述雷达控制单元产生脉冲信号控制与其串口连接的激光发射单元开启，所述激光发射单元根据脉冲信号发射激光信号，该激光信号向大气目标散射，所述气溶胶通道探测单元、水汽通道探测单元接收经大气目标激光反射的回波信号，并将回波信号传送至与其通信连接的激光接收单元，所述激光接收单元将回波信号数字化后上传到与多线程连接的反演显示单元，所述吸湿性增长模型数据服务器与反演显示单元双向通信连接。

优选地，所述激光接收单元包括光接收器件、光电探测器Ⅰ以及数据采集模块，其中：所述光接收器件接收激光反射的回波信号，所述光电探测器Ⅰ将回波信号转换成与大气能见度成反比关系的电信号。

优选地，所述气溶胶通道探测单元包括光接收器件以及光电探测器Ⅱ，所述水汽通道探测单元包括光接收器件以及光电探测器Ⅲ其中：所述光接收器件接收激光反射的回波信号，所述光电探测器Ⅱ、光电探测器Ⅲ将回波信号转换成与大气能见度成反比关系的电信号。

优选地，所述反演显示单元包括工控机以及与其总线连接的显示单元，其中：所述工控机接收与其多线程连接的数据采集模块采集处理的电信号。

优选地，所述数据采集模块将电信号数字化后上传到与其多线程连接的反演显示单元。

优选地，所述吸湿性增长模型数据服务器基于RAID磁盘阵列，且RAID磁盘阵列通过硬盘控制器挂载到工控机上。

优选地，所述激光发射单元采用Nd:YAG激光器。

优选地，所述光接收器件为三组，采用斯密特-卡赛格林式光学望远镜接收系统，所述数据采集模块采用S3C2440A芯片以及其外围器件组成的最小系统。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：