[发明专利]一种用于大气单颗粒物激光散射在线监测的集成化系统

说明书

本发明提供了一种用于大气单颗粒物激光散射在线监测的集成化系统，包括：测量腔模块，其包括测量腔和设置在测量腔上的光源模块、至少一前向散射信号探测模块和至少一后向散射信号探测模块，测量腔上开设有主通道和若干与主通道相通的侧通道，所述光源模块、前向散射信号探测模块和后向散射信号探测模块分别对应设置在若干所述侧通道上；气路系统，基于鞘气绕流原理，气路系统分别与主通道的两端口连接；若干APD光电转化模块；若干光纤耦合模块，前向散射信号探测模块和后向散射信号探测模块通过若干光纤耦合模块分别与若干APD光电转化模块连接；数据采集模块，分别与若干APD光电转化模块连接；数据处理模块，与数据采集模块连接。

技术领域

本发明属于大气环境颗粒物理化性质探测技术领域，特别是涉及一种用于大气单颗粒物激光散射在线监测的集成化系统。

背景技术

目前对于大气颗粒物的在线监测主要集中在浓度、化学组分性质等方面，对于单颗粒物的形貌特征识别较为准确的方法是通过扫描电镜进行分析，因此，要获得较为全面的颗粒物形貌信息，工作量大且成本较高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于大气单颗粒物激光散射在线监测的集成化系统，包括：

测量腔模块，其包括测量腔和设置在所述测量腔上的光源模块、至少一前向散射信号探测模块和至少一后向散射信号探测模块，所述测量腔上开设有主通道和若干侧通道；所述主通道位于所述测量腔的中部，若干所述侧通道均与所述主通道连通；所述光源模块、前向散射信号探测模块和后向散射信号探测模块分别对应设置在若干所述侧通道上；

气路系统，基于鞘气绕流原理，所述气路系统分别与所述主通道的两端口连接；

若干APD光电转化模块；

若干光纤耦合模块，所述前向散射信号探测模块和所述后向散射信号探测模块通过若干所述光纤耦合模块分别与若干所述APD光电转化模块连接；

数据采集模块，分别与若干所述APD光电转化模块连接；

数据处理模块，与所述数据采集模块连接。

较佳地，所述测量腔模块包括至少两个所述后向散射信号探测模块，两所述后向散射信号探测模块轴对称分布在所述光源模块的两侧。

较佳地，所述测量腔模块还包括激光耗散模块，所述激光耗散模块包括设置在所述测量腔内的激光耗散腔，所述激光耗散腔的一端密封，另一端与所述主通道连通；

所述激光耗散腔正对着所述光源模块，并与所述光源模块分布在所述主通道的相对两侧。

较佳地，所述测量腔为正多边形结构，所述光源模块、前向散射信号探测模块、后向散射信号探测模块和激光耗散模块分别对应此正多边形结构的若干侧边设置。

较佳地，在剩余的侧通道内设置遮光片。

较佳地，所述光源模块包括激光二极管、第一准直透镜和平凸柱面透镜，所述第一准直透镜和平凸柱面透镜沿着对应的侧通道从外向内间隔密封设置在对应的侧通道上，所述第一准直透镜和平凸柱面透镜的凸面均朝向所述主通道；

所述激光二极管设置在对应的侧通道的外端口处。

较佳地，所述前向散射信号探测模块和后向散射信号探测模块均包括第二准直透镜和聚焦透镜，所述第二准直透镜和聚焦透镜沿着对应的侧通道从内向外间隔密封设置在对应的侧通道上，所述第二准直透镜和聚焦透镜的凸面均朝向所述主通道。

较佳地，所述APD光电转化模块包括调理电路和与所述调理电路连接的第二雪崩光电二极管。

较佳地，所述光纤耦合模块包括耦合器和多模光纤，所述耦合器设置在对应的侧通道的外端口处，所述多模光纤通过光纤跳线分别与对应的所述耦合器和调理电路连接。