[发明专利]基于广角傅里叶变换的PM2.5检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种颗粒物直径检测方法，特别是基于广角傅里叶变换的PM2.5检测装置。

背景技术

PM2.5又称细粒、细颗粒。PM2.5：指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 μm （微米）的颗粒物，也称细颗粒物。这个值越高，就代表空气污染越严重。可吸入颗粒物又称为PM10，指空气动力学当量直径在10微米以下的颗粒物。

虽然细颗粒物只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。细颗粒物粒径小，含有大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。

细颗粒物（Particulate）泛指悬浮在气体当中的微细固体或液体。在城市空气质量日报或周报中的可吸入颗粒物和总悬浮颗粒物是人们较为熟悉的两种大气污染物。可吸入颗粒物又称为PM10，指直径等于或小于10微米，可以进入人的呼吸系统的颗粒物；总悬浮颗粒物也称为PM100，即直径小于和等于100微米的颗粒物。

当中小于10微米直径的悬浮粒子，被定义为可吸入悬浮粒子，它们能够聚积在肺部，危害人类健康。直径小于2.5微米的颗粒，对人体危害最大，因为它可以直接进入肺泡。科学家用PM2.5表示每立方米空气中这种颗粒的含量，这个值越高，就代表空气污染越严重。

光散射法的仪器国外、国内厂家较多。又分普通光散射，和激光光散射法。因为激光光散射法仪器的重复性、稳定性好，在欧美日已经全面取代普通光散射法。但国内的激光法的仪器质量差别较大，应注意选择质量有保障的厂。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于广角傅里叶变换的PM2.5检测装置，以便方便检测细颗粒PM2.5。

本发明的目的是这样实现的，基于广角傅里叶变换的PM2.5检测装置，其特征是：它包括：激光器、准直器、负压产生单元、透明管、喇叭口、复变透镜、摄像机、处理器，准直器在激光器激光输出轴线上，准直器将激光器激光输出准直成需要的光束直径，在激光输出轴线上有复变透镜，激光输出轴线与复变透镜光轴重合，复变透镜前焦面有透明管，透明管一端为喇叭口，另一端连接有负压产生单元，负压产生单元产生负压，使喇叭口方向的微米颗粒物压缩进入透明管；复变透镜的后焦面有衍射屏，衍射屏与透明管平行，与光轴垂直。

所述的激光器采用6328HN激光器。

所述的复变透镜采用直径50-100mm，焦距在300-500mm之间的单薄透镜，以得到广角PM2.5的傅里叶变换衍射图案。

所述的透明管采用方形薄管。

本发明的优点是：本发明由准直器将激光器准直成需要的光束直径，照射在透明管内的微米颗粒物上，微米颗粒物通过激光照射，在复变透镜的后焦面形成小盘衍射，小盘衍射处有衍射屏，小盘衍射后在衍射屏上形成明暗相间的同心圆，同心圆的大小与复变透镜有关，也与微米颗粒物大小有关，当复变透镜焦距确定后，同心圆大小随微米颗粒物变化面变化，通过摄像机获取同心圆图像，由与摄像机连接的处理器对图像进行处理，然后得到微米颗粒物大小值。

附图说明

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例结构示意图。

图2是PM2.5衍射功率谱图。

图中，1、激光器；2、准直器；3、负压产生单元；4、透明管；5、微米颗粒物；6、喇叭口；7、复变透镜；8、衍射屏；9、摄像机；10、处理器。

具体实施方式

实施例

如图1所示，基于广角傅里叶变换的PM2.5检测装置，它包括：激光器1、准直器2、负压产生单元3、透明管4、喇叭口6、复变透镜7、摄像机9、处理器10，准直器2在激光器1激光输出轴线上，准直器2将激光器1激光输出准直成需要的光束直径，在激光输出轴线上有复变透镜7，激光输出轴线与复变透镜7光轴重合，复变透镜7前焦面有透明管4，透明管4一端为喇叭口6，另一端连接有负压产生单元3，负压产生单元3产生负压，使喇叭口6方向的微米颗粒物5压缩进入透明管4；复变透镜7的后焦面有衍射屏8，衍射屏8与透明管4平行，与光轴垂直。