[发明专利]基于CCD感光器件的雾霾浓度传感器

说明书

技术领域

本发明涉及雾霾浓度传感器，尤其涉及一种基于CCD感光器件的雾霾浓度传感器，属于 大气环境监测技术领域。

背景技术

近年来，随着我国社会经济的快速发展和工业化的进程，大气污染现象日益加重，尤其 是城市建设、房地产开发、混凝土生产、钢铁业制造、汽车尾气排放、冬季房屋取暖和少数 农村无组织焚烧秸秆和废弃生物质，使大气污染日趋严重，严重影响了人们的身体健康和生 活质量，有时还不断因雾霾天气造成交通事故，为此，关于雾霾的测量与控制已成为当今的 热门话题，许多研究人员不断研制雾霾测量工具，试图测量雾霾浓度，对大气污染进行治理， 常见雾霾浓度测量主要通过测量气体的通量、不同粒径颗粒的吸收程度，比如用激光的吸收 衰减方法或者是利用光的散射来进行检测，但现有的技术有的生产成本较高，不利普及，有 的测量精度有限，误差较大，有的体积较大，不方便携带。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制作成本较低、测量精度较高、便于携带的基于CCD感光器 件的雾霾浓度传感器。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：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；

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。

由于采用上述技术方案，本发明所具有的优点和积极效果是：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。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明有如下2幅附图：

图1是本发明的主体结构图；

图2是本发明主体结构移除白色底板后的俯视图。

附图中所标各数字分别表示如下：