[发明专利]一种即插即用型大气颗粒物浓度检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种即插即用型大气颗粒物浓度检测装置及检测方法，其特征在于，包括软硬件两个方面。

硬件方面分为：

采气装置：主要包括采集现场环境中的单位体积样本气体的设备；

气体传动装置：主要用于将采气管道在采气装置和成像装置之间进行传输移动；

成像装置：主要包括用于拍摄气体照片的摄像机组和补光灯；

测量装置：主要包括用于图像处理的超分辨率图像重建模块和物体检测模块。

软件方面分为：

超分辨率图像重建模块：借助各类超分辨率算法对成像装置所拍摄的图像进行超分辨率重建，使得画质更好，图像更清晰；

物体检测模块：借助各类物体检测算法对超分辨率图像重建模块所重建出的图像进行颗粒物物体数量及尺寸的检测。

2.根据权利要求1所述一种即插即用型大气颗粒物浓度检测装置及检测方法，其特征在于，所述采气装置采用活塞结构来进行样本气体的抽样提取，具体流程如下：

1)采气管道的体积为已知的单位体积V；

2)采气管道的外型为空心圆柱体，管道四周密闭，上下面相互贯通；

3)采气管道的管道壁为玻璃材质；

4)采气管道顶部位置有一个活塞，该活塞的运动状态的开关受到采气装置的控制；

5)采气管道的底部位置为一开合门结构，该开合门的工作状态受到采气装置控制；

6)活塞为柔性橡胶材质，活塞与管壁之间紧密接触，没有空隙；

7)采气装置未工作情况下，采气管道关闭，采气管道中活塞的位置滑动至管道底部，管道底部的开关门结构闭合，相当于该采气管道的体积为0；

8)采气装置工作情况下，管道底部的开关门结构打开，采气管道打开，采气管道中活塞的位置快速上升至管道顶部，相当于该采气管道的体积从0变为V；

9)采气装置工作情况下，在活塞快速运动所产生力的作用下，管道中采集了体积为V的样本气体，此时管道底部的开关门结构关闭，相当于在管道中储存了体积为V的样本气体；

10)等到采气装置完成体积为V的样本气体的采集，该采气管道在密闭状态下由气体传动装置将整个采气管旋转至成像区域口；

11)当采气管道选转至成像区域口时，气体传动装置开始工作，采样管道底部的开关门结构打开，做好单位体积样本气体的流动与传输准备。

3.根据权利要求1或2所述基于深度学习的一种即插即用型大气颗粒物浓度检测装置及检测方法，其特征在于，所述气体传动装置可以实现对采气管道里面气体进行传输和流动操作，具体流程为：

1)采气装置底部开关门结构的工作状态获取，当检测到采气装置已经采集到气体后，整个采气管道作为密闭容器进行旋转传递至成像器入口处的过程，都是由气体传输装置控制；

2)当采气管道旋转转递到成像器入口处后，采气管道底部开关门结构的打开取决于气体传动装置对采气管道位置的检测位置的确定，当确定采气管道位置到达预先设定好的位置后，气体传动装置得到确认信号后才开始下一步工作，即采气管道底部开关门结构才能打开，否则应采气管道底部开关门结构该保持闭合；

2)气体传输装置在进行采气管道内的样本气体传输时，采用的是和采气装置中一模一样的活塞，其工作原理类似于采气装置工作的逆过程，即，气体传输装置驱动已经位于采气管道顶部的活塞向下快速运动，直至活塞到达管道底部后，停止运动；此时，在活塞压力的驱动下，采气管道内部的样本气体被排出至成像器中；

3)在柱塞到达采气管道底部后，原来位于采气管道底部的开关门结构从打开状态变为闭合状态；

4)成像器的材质为透明玻璃，在成像器的顶部有摄像机组和补光灯。

4.根据权利要求1、2和3所述基于深度学习的一种即插即用型大气颗粒物浓度检测装置及检测方法，其特征在于，所述成像器装置可以实现对采气管道里面气体颗粒进行拍照操作，具体流程为：

1)当成像器中的摄像机组在单位时间内拍摄到不同时刻的气体照片，拍摄完成后，将这些低分辨率的照片通过超分辨率算法进行高分辨率图像重建，实现去模糊的效果；

2)摄像机组的单位时间的长短可以自定义。