[实用新型]基于分区探测的激光雷达和移动式大气监测系统

说明书

本实用新型提供了基于分区探测的激光雷达和移动式大气监测系统，所述基于分区探测的激光雷达包括散射光接收单元、模拟探测器和分析单元；所述散射光接收单元出射的散射光被分束器件分为第一光束和第二光束；所述模拟探测器将所述第一光束转换为对应大气中第一区的第一电信号，并传送到所述分析单元；光子计数探测器将所述第二光束转换为对应大气中第二区的第二电信号，并传送到所述分析单元；所述第一区的高度低于所述第二区的高度。本实用新型具有近场检测准确、探测距离远等优点。

技术领域

本实用新型涉及大气测量，特别涉及基于分区探测的激光雷达及移动式大气监测系统。

背景技术

对于激光雷达，目前一般采用模拟采集方法，测量信号强度信息，但由于测试灵敏度较低，限制了其探测距离。为了实现更远距离的探测，提高探测灵敏度，很多激光雷达采用了光子计数方法，大大提高了探测距离。

华东师范大学的吴光、冯百成等人在“201410387283X一种多元光子计数激光测距的三维成像系统”中提出使用光纤阵列耦合的单光子探测器阵列，实现多元光子计数激光测距的三维成像系统，发挥光子探测超高灵敏度，大大提高测距距离。但采用光子计数的雷达，虽然可大大提高激光雷达探测距离，但由于探测灵敏度高，近距离强信号容易饱和，造成近距离反演结果不够准确。

目前，大气采样总管的设计有两种，一种是固定某种长度，不分体不可拆分式；另外一种两节或多节采样总管进行连接固定，分体可拆分式。固定点监测是在某一个固定地点进行长期运行监测，只要固定点位没有迁移的需求，大气采样总管就不会拆装，以上两种方案的大气采样总管在固定点监测都可使用；移动监测是将大气采样总管放置在移动平台上进行运动中监测，由于移动平台的不确定性和法律法规的约束，第二种方案的大气采样总管才可以使用。

鉴于固定点监测的局限性、气体污染的种类繁多等原因，移动监测的需求在快速增长，移动平台搭载大气采样总管及分析仪的需求已成趋势，但目前移动平台上的采样模式单一，在遇到车辆限高处，都要进行采样管的拆卸和复装的工作，且车辆停在道路上，人员登顶操作风险很高。因此，发明一种车载可倒伏式大气采样总管的需求体现的尤为重要。

实用新型内容

为解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种近场信号准确、探测距离远的基于分区探测的激光雷达。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

基于分区探测的激光雷达，所述基于分区探测的激光雷达包括散射光接收单元、模拟探测器和分析单元；所述基于分区探测的激光雷达还包括：

分束器件，所述散射光接收单元出射的散射光被所述分束器件分为第一光束和第二光束；所述模拟探测器将所述第一光束转换为对应大气中第一区的第一电信号，并传送到所述分析单元；

光子计数探测器，所述光子计数探测器将所述第二光束转换为对应大气中第二区的第二电信号，并传送到所述分析单元；所述第一区的高度低于所述第二区的高度。

本实用新型的目的还在于提供了应用上述大气采样管的移动式大气监测系统，实现了大气探测近场信号准确、探测距离远的发明目的，更进一步地实现了安全、无需人工拆卸折叠大气采样管、可靠性好的发明目的，该发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

移动式大气监测系统，所述移动式大气监测系统包括移动工具；所述移动式大气监测系统还包括：

激光雷达，该激光雷达采用上述的激光雷达，并设置在所述移动工具上。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：

1.创造性地提出了利用模拟探测器检测第一区的近场信号和光子计数探测器检测第二区的远场信号，同时对分束的光强进行了限定，防止模拟探测器饱和；利用现有技术中近场信号和远场信号的拼接(参见CN108089172A)，使得近场信号准确的同时，探测距离远；