[实用新型]一种气溶胶粒子探测光学系统有效

专利信息
申请号: 202122139333.0 申请日: 2021-09-06
公开(公告)号: CN215414896U 公开(公告)日: 2022-01-04
发明(设计)人: 李抄;詹晓波;程智;杜耀华;衣颖;窦雪晨;刘俊平 申请(专利权)人: 军事科学院系统工程研究院卫勤保障技术研究所
主分类号: G01N15/00 分类号: G01N15/00;G01N15/02;G01N21/49;G01N21/64;G01N21/01
代理公司: 北京丰浩知识产权代理事务所(普通合伙) 11781 代理人: 李强
地址: 300161 *** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 一种 气溶胶 粒子 探测 光学系统
【权利要求书】:

1.一种气溶胶粒子探测光学系统,其特征在于,所述气溶胶粒子探测光学系统包括:

激光光源(1),所述激光光源(1)用于发射激光束,所述激光束与气流中气溶胶粒子作用产生散射光和荧光;

散射光探测单元,所述散射光探测单元用于检测散射光信号,以及根据散射光信号得到两路散射光偏振散射信号并输出传送至信号处理单元;

所述散射光探测单元包括第一聚光透镜(21)、第二聚光透镜(22)、第一偏振镜(23)、第二偏振镜(24)、第一光电探测器(25)和第二光电探测器(26);

所述第一聚光透镜(21)、第二聚光透镜(22)与激光束对称倾斜放置;

所述第一光电探测器(25)位于第一聚光透镜(21)的聚焦焦点上;

所述第二光电探测器(26)位于第二聚光透镜(22)的聚焦焦点上;

所述第一偏振镜(23)设置在第一聚光透镜(21)与第一光电探测器(25)之间;

所述第二偏振镜(24)设置在第二聚光透镜(22)与第二光电探测器(26)之间;

荧光探测单元,所述荧光探测单元用于检测荧光信号,以及根据该荧光信号得到两路荧光信号并输出至信号处理单元;

荧光探测单元包括反射镜(31)、第三聚光透镜(32)、分光片(33)、第一荧光滤光片(34)、第二荧光滤光片(35)、第四聚光透镜(36)、第五聚光透镜(37)、第三光电探测器(38)和第四光电探测器(39);

所述反射镜(31)为球面反射镜,球心位于激光束与气流交汇处;反射镜(31)主轴方向与激光束垂直;

所述第三聚光透镜(32)光轴与反射镜(31)光轴重合;当激光束与气流中气溶胶粒子作用产生荧光后,所述第三聚光透镜(32)能够接收气溶胶粒子产生的荧光和反射镜(31)反射的荧光,并折射为平行荧光光束;

所述分光片(33)为二向色分光片,位于第三聚光透镜(32)的折射光路上,用于对经过的荧光光束按波长进行透射/反射;

所述第二荧光滤光片(35)、第四聚光透镜(36)位于所述分光片(33)的透射光路上;

所述第一荧光滤光片(34)、第五聚光透镜(37)位于所述分光片(33)的反射光路上;

所述第四光电探测器(39)位于第五聚光透镜(37)的聚焦焦点上;

所述第三光电探测器(38)位于第四聚光透镜(36)的聚焦焦点上;

所述第三光电探测器(38)和第四光电探测器(39)分别输出荧光信号至信号处理单元;

信号处理单元,所述信号处理单元同步接收第一光电探测器(25)、第二光电探测器(26)、第三光电探测器(38)和第四光电探测器(39)的信号,根据粒子的两路荧光信号和两路偏振散射信号判定粒子性质。

2.根据权利要求1所述的气溶胶粒子探测光学系统,其特征在于,

所述激光光源(1)为连续型激光源,发射光为线偏振光,波长小于410nm;激光束传播方向与气流方向垂直相交;

激光束与气流相交处,激光束截面为一字线形,激光束厚度小于50μm,激光束宽度为气流直径1.2-1.4倍。

3.根据权利要求1所述的气溶胶粒子探测光学系统,其特征在于,

所述激光束厚度小于30μm。

4.根据权利要求1所述的气溶胶粒子探测光学系统,其特征在于,

所述第一聚光透镜(21)、第二聚光透镜(22)的轴线与激光束夹角为15°-30°;所探测散射光为前向散射光。

5.根据权利要求1所述的气溶胶粒子探测光学系统,其特征在于,

所述第一偏振镜(23)的偏振方向与激光束的偏振方向平行,第二偏振镜(24)的偏振方向与激光束的偏振方向垂直;或

所述第一偏振镜(23)的偏振方向与激光束的偏振方向垂直,第二偏振镜(24)的偏振方向与激光束的偏振方向平行。

6.根据权利要求1所述的气溶胶粒子探测光学系统,其特征在于,

所述第三聚光透镜(32)的前焦点与反射镜(31)球心重合。

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