[发明专利]大气中颗粒状物质多点测量装置

说明书

技术领域

本发明提供一种大气中颗粒状物质测量装置，可以沿着交通工具移动轨迹测量大气中颗粒状物质，并通过具有动态获得卫星定位系统信息的位置信息单元实时获得测量点的位置信息，再通过数据通讯单元将测量值及位置信息上传。

背景技术

大气中颗粒状物质(也称particulate matter，简称PM)对天气、人与动物的健康、植物的功能有重要影响。当PM的大小小于2.5微米，即PM_2.5，其对人体健康不良影响显著增加。吸入空气中的PM_2.5会在肺内气体交换区间穿透交换膜而进入人体其它器官，从而导致哮喘、肺癌、呼吸道及心血管相关疾病、生育缺陷、甚至早亡。世界卫生组织估计在世界范围内PM_2.5已导致心血管疾病死亡中的3％，癌症疾病死亡中的5％，以及5岁下儿童呼吸感染死亡中的1％。

为了减少大气污染和PM_2.5对人类健康的危害，PM_2.5监测站已在全球诸多地区建立。现有PM_2.5站通常是大型的、不可移动的、而且建造成本高昂。因此，PM_2.5监测站在全球范围内密度很低，所提供的监测数据的地域分辨率差、无法提供具体到一条街、一个建筑物、一个办公室、一个工厂、或是一个人当前所在的地点的PM_2.5测量数据。实现如此高地域分辨率的实时大气中颗粒状物质数据生成系统需要增加成千上万倍测量点，显然，利用当前低密度的PM_2.5监测站无法达到这个目的。

低成本、可移动的大气中颗粒状物质监测传感器已经出现(美国专利8,009,290)。此类传感器可以用于测量大气中颗粒状物质的大小及浓度，可以直接用于监测PM_2.5。然而只是这种低成本、可移动的大气中颗粒状物质监测传感器自身无法实时的、系统的产生大量、高地域分辨率的PM_2.5监测数据网络。室内局域实时空气质量监测数据网可以由中央数据管理系统实现(美国专利7,389,158)，然而该方法不适用于多点移动监测，尤其是户外监测。

基于以上原因，实时、无地点限制，且低成本的大气中颗粒状物质测量数据生成系统才能满足高地域分辨率大气中颗粒状物质监测。

发明内容

本发明的目的在于实现一个实时高地域分辨率大气中颗粒状物质监测手段。为解决上述间题，本发明提供实时、无位置限制、高地域分辨率的大气中颗粒状物质测量系统，包括：置于交通工具上大气中颗粒状物质测量装置，该测量装置具有吸气口与出气口，所述吸气口与大气相通，所述吸气口与所述进气口间具备测量通道；所述测量通道内有气体；所述气体由所述吸气口向所述出气口方向相对所述测量通道流动；所述气体含有颗粒状物质；所述测量装置还具有：位置信息单元，所述位置信息单元实时获得其所在位置的卫星定位系统定位信息；光源，所述光源发射至少一束量测光，所述量测光与所述测量通道内气体部分相交；光电探测器，用于监测所述量测光与所述测量通道内气体相交产生的光散射；计算转换单元，用以将所述光电探测器监测到的信号转换成所述颗粒状物质的尺寸与浓度信息。所述颗粒状物质测量装置用以获得大气中颗粒状物质数据，包括大气中颗粒状物质浓度与尺寸，并通其位置信息单元获得所述颗粒状物质的尺寸与浓度信息测量时的具体位置。

可选的，所述大气中颗粒状物质测量系统中的位置信息单元具有接收下列卫星定位导航系统之一的位置信号接收器：GPS、BDS、GLONASS。

可选的，所述大气中颗粒状物质测量系统中的位置信息单元具有数据通讯单元；所述数据通讯单元与所述交通工具上具有可接收下列卫星定位导航系统之一的位置信号接收器的电子器件建立数据通讯：GPS、BDS、GLONASS。

可选的，所述测量装置还具远程通讯单元，用以向数据通讯服务载体传输所述颗粒状物质的尺寸与浓度信息及所述位置信息。

可选的，所述测量装置还具有人机互交界面，所述测量装置还具有数据储存单元。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)大气中颗粒状物质数据的地域分辨率高。由于大气中颗粒状物质测量传感器置于交通工具上，同一大气中颗粒状物质测量传感器能够多点监测，且易于实现。

(2)进一步的，自动标定测量点时间与地点。采用位置信息单元实时将大气中颗粒状物质测量数据进行自动时间与地点标定。