[发明专利]室内空气颗粒物CCD-激光监测系统及方法

权利要求书

1.一种室内空气颗粒物CCD-激光监测系统，包括一个CCD相机，至少一个激光器，以及分布在不同高度的一系列PM在线监测仪，其中，所述一系列PM在线监测仪包括至少3个PM在线监测仪，它们垂直分布在室内空间的不同高度处；所述激光器放置在该系列PM在线监测仪前的地面上，垂直向上发射激光；所述CCD相机用于拍摄所述激光器发射的激光的影像，通过激光影像的灰度值得到室内空气颗粒物浓度的垂直分布情况，具体步骤包括：

1)在室内设置所述室内空气颗粒物CCD-激光监测系统，在开启激光器之前，通过CCD相机获取无激光背景影像；

2)开启激光器，垂直向上发射激光，用CCD相机获取激光影像，并利用步骤1)获取的无激光背景影像数据进行校正；

3)从步骤2)校正后的影像中提取激光光路中不同高度处的灰度值；

4)在步骤2)CCD相机拍摄时，采用PM在线监测仪在不同高度同步获得实测空气颗粒物浓度数据；

5)根据不同高度和不同时间获取的影像灰度值和步骤4)实测的空气颗粒物浓度数据建立校验模型，并运用二者之间的回归关系获得室内空气颗粒物浓度的垂直分布信息。

2.如权利要求1所述的室内空气颗粒物CCD-激光监测系统，其特征在于，垂直分布的所述一系列PM在线监测仪的个数为3-10个。

3.如权利要求1所述的室内空气颗粒物CCD-激光监测系统，其特征在于，所述激光器为多个，这多个激光器一字排开放置在PM在线监测仪前，多个激光器所在直线与PM在线监测仪在水平方向上的距离为100mm～300mm。

4.如权利要求1所述的室内空气颗粒物CCD-激光监测系统，其特征在于，所述激光器发射波长为532nm的激光，所述PM在线监测仪为PM_2.5在线监测仪。

5.如权利要求1所述的室内空气颗粒物CCD-激光监测系统，所述CCD相机放置的位置能够将激光器发射的整个激光束拍摄到。

6.利用权利要求1～5任一所述室内空气颗粒物CCD-激光监测系统测定室内空气颗粒物浓度垂直分布信息的方法，包括如下步骤：

1)在室内设置所述室内空气颗粒物CCD-激光监测系统，在开启激光器之前，通过CCD相机获取无激光背景影像；

2)开启激光器，垂直向上发射激光，用CCD相机获取激光影像，并利用步骤1)获取的无激光背景影像数据进行校正；

3)从步骤2)校正后的影像中提取激光光路中不同高度处的灰度值；

4)在步骤2)CCD相机拍摄时，采用PM在线监测仪在不同高度同步获得实测空气颗粒物浓度数据；

5)根据不同高度和不同时间获取的影像灰度值和步骤4)实测的空气颗粒物浓度数据建立校验模型，并运用二者之间的回归关系获得室内空气颗粒物浓度的垂直分布信息。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述激光器向上发射波长为532nm的激光；步骤4)中采用PM_2.5在线监测仪在不同高度同步获得实测PM_2.5浓度数据；在步骤5)得到室内空气PM_2.5浓度的垂直分布信息。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤3)运用matlab软件从影像中提取激光束所经过的区域的灰度值，取同一高度光束区域灰度值的平均值，得到该高度处的灰度值。