[发明专利]一种生物气溶胶粒子计数监测设备及其监测方法

权利要求书

1.一种生物气溶胶粒子计数监测系统，其特征在于，所述监测系统包括：

进气管（1），用作特定粒径的粒子通道，且所述进气管（1）中部设置有灭活区（10），所述灭活区（10）为透明石英玻璃管；

灭活辐射源（2），用于以预定角度照射所述灭活区（10），对所述进气管（1）内的生物气溶胶粒子进行辐射灭活；

光学检测室（3），所述光学检测室（3）为气密结构，用于气溶胶粒子的米散射探测和荧光探测；所述光学检测室（3）的顶部与所述进气管（1）的出口相连通，所述光学检测室（3）的侧壁上设置有若干光学窗口，用于光束的传输与检测；

出气管（4）和气泵（5），所述出气管（4）的第一端与所述光学检测室（3）的底端相连通，所述出气管（4）的第二端与所述气泵（5）的进气口相连通；

激发光源（6），设置在所述光学检测室（3）的第一光学窗口处，用于发射荧光激发光束；

消光陷阱（7），设置在所述光学检测室（3）的第二光学窗口处，与所述激发光源（6）相对设置，用于吸收激发光束；

第一光电探测器（81），设置在所述光学检测室（3）的第三光学窗口处，用以探测米散射光信号，用于粒子计数及粒径尺寸计算；

第二光电探测器（82），设置在所述光学检测室（3）的第四光学窗口处，用以探测荧光信号，用于判别气溶胶粒子是否为荧光粒子；

所述生物气溶胶粒子计数监测系统还包括：

激发光整形装置（61），位于所述激发光源（6）与所述第一光学窗口之间，用于将所述荧光激发光束整形并汇聚投射到所述光学检测室（3）内的粒子束穿梭路径上；

所述灭活辐射源（2）按照预设时间周期T调制开关，对生物气溶胶粒子序列进行周期性灭活。

2.如权利要求1所述的生物气溶胶粒子计数监测系统，其特征在于，所述生物气溶胶粒子计数监测系统还包括：

控制器，用于控制所述气泵（5）、所述灭活辐射源（2）、所述激发光源（6）、所述第一光电探测器（81）和所述第二光电探测器（82）的启停，还用于获取所述第一光电探测器（81）和所述第二光电探测器（82）的检测结果，对所述检测结果进行处理后，判断是否为生物气溶胶粒子干扰，并计算粒子数荧光淬灭率。

3.如权利要求1所述的生物气溶胶粒子计数监测系统，其特征在于，

所述灭活区（10）的管内壁或管外壁上镀有反射膜（101），且朝向所述灭活辐射源（2）的一侧设置有不镀反射膜的光束入口。

4.如权利要求1所述的生物气溶胶粒子计数监测系统，其特征在于，

所述第一光电探测器（81）的入口处设置有米散射滤光片（811），用于阻隔荧光信号，通过米散射光信号；

所述第二光电探测器（82）的入口处设置有荧光滤波片（821），用于阻隔米散射光信号，通过荧光信号。

5.如权利要求4所述的生物气溶胶粒子计数监测系统，其特征在于，

所述米散射滤光片（811）为带通滤光片，且所述米散射滤光片（811）的透射波段与所述激发光源（6）的激发光束波段相同；所述荧光滤波片（821）为荧光波段的带通滤光片或长波通滤光片。

6.如权利要求1所述的生物气溶胶粒子计数监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括位于所述进气管（1）输入端的气体过滤装置和粒径切割装置，用于过滤及切割气体中的粒子，形成预定粒径的粒子通道。

7.一种生物气溶胶粒子计数监测方法，其特征在于，所述监测方法由权利要求1-6任一项所述的生物气溶胶粒子计数监测系统执行，所述监测方法包括：

启动气泵，令气体通过进气管进入光学检测室形成气路；

启动灭活辐射源，对所述进气管上的灭活区进行辐射灭活；

开启激发光源、第一光电探测器和第二光电探测器，对穿过所述光学检测室的气路进行照射和检测；

获取所述第一光电探测器和所述第二光电探测器的检测结果，形成气溶胶荧光粒子数曲线；

其中，激光整形装置位于所述激发光源与所述第一光学窗口之间，用于将所述荧光激发光束整形并汇聚投射到所述光学检测室内的粒子束穿梭路径上；

所述灭活辐射源按照预设时间周期T对所述进气管上的灭活区进行周期性辐射灭活；

根据所述气溶胶荧光粒子数曲线，计算粒子数荧光淬灭率曲线：

η(t)=1-N_B(t+T/2)/N_A(t)；

式中，N_A(t)为t时段未经灭活处理的气溶胶荧光粒子数，N_B(t+T/2)为t+T/2时段经灭活处理的气溶胶荧光粒子数；

根据所述粒子数荧光淬灭率曲线判断是否存在生物气溶胶。