[发明专利]基于无线传输模式的烟雾透过率的激光测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电探测技术领域，具体涉及一种通过激光测量烟雾透过率的方法。

背景技术

基于烟尘颗粒对光波传输的散射和吸收，烟雾透过率的大小是由烟雾制品的材料成分、烟尘颗粒的大小、烟雾形成的浓度和烟雾的形成厚度所决定。同一种烟雾介质对不同光波长的吸收是不一样的，而烟尘颗粒大小对激光的穿透也是不一样的。烟雾形成的浓度和烟雾的形成厚度对激光的传输影响很大，事实上烟雾形成的浓度和烟雾的形成厚度都是随机的，很难做到完全重覆。因此，完全准确地测量激光束在烟雾中的透过率是一项比较困难的工作。就目前而言，相对测量激光烟雾透过率依然是人们普遍认可的有效方法之一。

发明内容

本发明提供一种通过激光测量烟雾透过率的方法，在激光发射机与激光接收机之间的这段光路上燃放不同材料制成的烟雾就可以检测出该波段的激光在这种烟雾中的透过率的大小。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

通过激光测量烟雾透过率的方法，其特征在于：包括有激光发射端、激光接收端，所述的激光发射端包括有激光发射机、无线接收模块、计算机，所述的激光接收端包括有激光接收机、无线发射模块，所述的激光发射机包括有激光器、参考光探测器，所述的激光接收机包括有探测器；所述的激光器的前方光路上设有分光器，所述的激光器出光后经过分光器分为透射光束、反射光束，所述的反射光束作为参考光束进入激光发射机内部的参考光探测器，参考光束经参考光探测器进行光电转换后形成参考光束的电信号接入计算机；所述的透射光束作为测量光束的前方光路上设有扩束镜，所述的测量光束经过扩束镜减小发散角后经过大气远距离传输后进入激光接收机的探测器，测量光束经探测器进行光电转换后形成的测量光束的电信号经无线发射模块传输至激光发射端的无线接收模块后接入计算机；所述的计算机对得到的参考光束的电信号、测量光束的电信号进行分析、处理后得到参考光束、测量光束的光强度的电压值；

具体测量步骤如下：

(1)在未施烟雾之前，运行整个装置，记录此刻的时间，激光参考光束的光强度电压是V1，测量光束的光强度的电压V2；设参考光束与测量光束的系统因子为K1和K2，激光传输通道光电转换效率分别为T1和T2，大气透过率为Ta，激光输出功率为P0；于是有：V1＝k₁T₁P₀和V2＝k₂T₂T_aP₀；

则烟雾释放前，激光发射端和激光接收端得电压比值K₀为：

K₀＝V₁/V₂＝k₁T₁P₀/k₂T₂T_aP₀            (1)

(2)在扩束镜与探测器之间的光路上释放烟雾；

(3)在施烟雾之后，记录此刻的时间，激光参考光束的光强度电压是V3，测量光束的光强度的电压V4；设烟雾透过率为Ts，其它参数不变；则有：V3＝k₁T₁P₀和V4＝k₂T₂T_aT_sP₀；

则烟雾释放后，激光发射端和激光接收端得电压比值K_s为：

K_s＝V₃/V₄＝K₁T₁P₀/K₂T₂T_aT_sP₀            (2)

因此，烟雾的透过率简单表示为当然，透过率随着时间的变化是不同的，最终可以表示为