[发明专利]基于CCD感光器件的雾霾浓度传感器

摘要

基于CCD感光器件的雾霾浓度传感器包括固体激光器、宽束激光束、准直限束光阑、狭窄激光束、气流与光束相交区、气流喷嘴、进气管、吸收光阑、光陷阱、吸光层、凸透镜、CCD感光器件、遮光罩、出气管、白色底板和光路，固体激光器、宽束激光束、准直限束光阑、狭窄激光束、气流与光束相交区、吸收光阑、光陷阱和吸光层构成光路机构，凸透镜、CCD感光器件、遮光罩和光路构成测量机构，气流喷嘴、进气管和出气管构成雾霾气流机构，本传感器具有制作成本较低、测量精度较高、便于携带、操作简单、稳定性好和测量速度快等特点，可广泛应用于大气环境测量以及轻工业生产。

主权项

一种基于CCD感光器件的雾霾浓度传感器，包括固体激光器1、宽束激光束2、准直限束光阑3、狭窄激光束4、气流与光束相交区5、气流喷嘴6、进气管7、吸收光阑8、光陷阱9、吸光层10、凸透镜11、CCD感光器件12、遮光罩13、出气管14、白色底板15和光路16；固体激光器1、宽束激光束2、准直限束光阑3、狭窄激光束4、气流与光束相交区5、吸收光阑8、光陷阱9和吸光层10构成光路机构，凸透镜11、CCD感光器件12、遮光罩13和光路15构成测量机构，气流喷嘴6、进气管7和出气管14构成雾霾气流机构；其特征在于：固体激光器1发出的宽束激光束2前进光路上设有准直限束光阑3、气流与光束相交区5、吸收光阑8、光陷阱9和吸光层10，宽束激光束2经准直限束光阑3后变成狭窄激光束4照向气流与光束相交区5，从气流与光束相交区5出来的狭窄激光束4经过吸收光阑8后进入光陷阱9由吸光层10吸收，固体激光器1的工作电压为3V，波长为532nm，绿色，宽束激光束2的横截面为圆形，直径为1mm，狭窄激光束4的横截面为长方形，长为0.8mm，高为0.6mm，光陷阱9内部进行发黑磨砂处理；气流与光束相交区5位于准直限束光阑3和吸收光阑8之间正中位置，气流与光束相交区5上方设有白色底板15，下方设有凸透镜11、CCD感光器件12和遮光罩13，气流与光束相交区5中的雾霾浓度与粒子经凸透镜11聚焦后倒立清晰成像在CCD感光器件12上，白色底板15模糊倒立成像在CCD感光器件12上，遮光罩13内外侧面全部进行发黑磨砂处理，遮光罩13遮挡和吸收杂散光线；气流与光束相交区5两侧设有进气管7和出气管14，进气管7和出气管14靠近气流与光束相交区5处设有气流喷嘴6，气流喷嘴6的喷口呈长方形，尺寸为1.5×0.6mm，气流喷嘴6的俯视图截面呈梯形，梯形的底边长为3mm，进气管7和出气管14两者气流喷嘴6相距2mm，进气管7和出气管1采用铝合金材质，其内外侧面全部进行发黑磨砂处理；CCD感光器件12感光面的尺寸为152×102mm，图像像素的尺寸为1200×800，根据CCD感光器件12成像的色度、亮度、频谱和细节分析出雾霾情况，色度基色为绿色时气流与光束相交区5的气流是以霾为主，此时亮度越亮，霾浓度越小，亮度越暗，霾浓度越大，色度基色中参有白色时气流与光束相交区5的气流是以雾为主，此时亮度越亮，雾浓度越小，亮度越暗，雾浓度越大。