[发明专利]一种测量空气流速及空气中颗粒物含量的方法及装置

权利要求书

1.一种测量空气流速及空气中颗粒物含量的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、利用两个激光粒子计数器测量穿过同一通道内的空气中颗粒物，分别获得两个激光粒子计数器的输出函数；

步骤二、根据步骤一中两个激光粒子计数器的输出函数，建立互相关函数，寻峰得到空气中颗粒物运动的延时估计值；

步骤三、根据步骤二中的延时估计值，计算步骤一中通道内的风速；

步骤四、根据步骤三中的风速，计算步骤一中通道内单位体积的空气颗粒物数量。

2.根据权利要求所述的一种测量空气流速及空气中颗粒物含量的方法，其特征在于：所述步骤一中第一激光粒子计数器的输出函数x₁(t)和第二激光粒子计数器的输出函数x₂(t)分为别为：

x₁(t)＝s(t)+n₁(t)

x₂(t)＝s(t+τ)+n₂(t)

其中，s(t)为第一激光粒子计数器测得的信号函数，n₁(t)为第一激光粒子计数器内部的噪声函数；s(t+τ)为第二激光粒子计数器测得的信号函数，n₂(t)为第二激光粒子计数器内部的噪声函数，t为时间，τ为延时。

3.根据权利要求2所述的一种测量空气流速及空气中颗粒物含量的方法，其特征在于：所述步骤二中的互相关函数R_x1/x2为：

R_x1/x2＝E{x₁(t)x₂(t)}

其中，E为……；当互相关函数R_x1/x2取得最大值时，τ的取值即为延时估计值τ₀。

4.根据权利要求1所述的一种测量空气流速及空气中颗粒物含量的方法，其特征在于：所述步骤三中通道内的风速V为：

其中，d为两个激光粒子计数器之间的间距，τ₀为延时估计值。

5.根据权利要求1所述的一种测量空气流速及空气中颗粒物含量的方法，其特征在于：所述步骤四中通道内单位体积的空气颗粒物数量n为：

其中，t为时间，N为t时间内第一激光粒子计数器或第二激光粒子计数器测量的空气颗粒物数量，S为通道的横截面积。

6.一种测量空气流速及空气中颗粒物含量的装置，其特征在于：包括气流通道、光陷阱、激光粒子计数器Ⅰ和激光粒子计数器Ⅱ；

所述气流通道用于被测空气流通；所述激光粒子计数器Ⅰ和激光粒子计数器Ⅱ分别用于测量穿过气流通道内两个截面的空气颗粒物数量；

所述气流通道为圆筒状黑体，激光粒子计数器Ⅰ、激光粒子计数器Ⅱ和光陷阱所在位置的黑体开设窗口；所述光陷阱用于吸收激光粒子计数器Ⅰ和激光粒子计数器Ⅱ发出的激光。

7.根据权利要求6所述的一种测量空气流速及空气中颗粒物含量的装置，其特征在于：所述激光粒子计数器Ⅰ包括激光发生器Ⅰ、光电转换器Ⅰ；所述激光粒子计数器Ⅱ包括激光发生器Ⅱ、光电转换器Ⅱ；所述光陷阱包括光陷阱Ⅰ和光陷阱Ⅱ；

所述激光发生器Ⅰ和光陷阱Ⅰ相对设置于气流通道的两侧；所述激光发生器Ⅱ和光陷阱Ⅱ相对设置于气流通道的两侧；

所述激光发生器Ⅰ、光电转换器Ⅰ和光陷阱Ⅰ在气流通道的同一个横截面内；所述激光发生器Ⅱ、光电转换器Ⅱ和光陷阱Ⅱ在气流通道的同一个横截面内。

8.根据权利要求6所述的一种测量空气流速及空气中颗粒物含量的装置，其特征在于：还包括遮光板；

所述遮光板包覆在气流通道的外部，光陷阱、激光粒子计数器Ⅰ、激光粒子计数器Ⅱ所在位置的遮光板开设窗口。