[发明专利]一种用于环境气体中纳米粒子光电探测方法及设备

说明书

本发明涉及一种用于环境气体中纳米粒子光电探测方法及设备，该方法包括以下步骤：采集样本气体，检测样本气体的初始参数；根据初始参数，设定气体压缩的目标参数，压缩样本气体至目标状态；快速释放被压缩样本气体，使样本气体中的不可探测纳米粒子分别放大成直径可被探测的小水滴；照射小水滴并采集小水滴产生的折射光，计算光强以及小水滴的数量，本申请采用气体压缩方式，使得样本气体中的直径最小至0.002μm的不可见粒子放大成直径范围为10μm‑20μm的可探测的小水滴，形成一种新的光电探测技术，实现对不可见粒子数量的探测，实现在有害粒子产生阶段快速反应，灵敏度高，误报率低，应用场合广，检测过程不受环境因素限制。

技术领域

本发明涉及光电探测领域，更具体地说，涉及一种用于环境气体中纳米粒子光电探测方法及设备。

背景技术

在日常生活中，不论室内或室外，环境气体中都存在着大量化合物，当这些化合物达到发生化学变化的临界条件时，会释放出不可见的次微米有害粒子 (直径为约0.002μm)，这些不可见的次微米粒子快速增长，并在环境中形成堆积，在其数量达到临界状态时会发生转变，造成事故的产生。这些事故中最常见的是火灾的产生。当一物质于受热达过热时，即因化学变化导致材质分解，会释放出不可见的次微米粒子(直径为约0.002μm)，当该物质持续受热达到燃点时，即开始转变产生碳粒子(即所谓的碳烟)，并开始溶解而燃烧。从材质过热分解到烟雾产生的阶段，我们称之为火灾「极早期」阶段，如图1所示。

随著人类科技的进步，纳米粒子光电探测技术得到不断地发展完善，解决了许多过去无法解决的问题。但现有技术中，纳米粒子光电探测技术仍然存在着许多局限性，例如：目前市面上的烟雾光电探测器的光波长无法达到次微米粒子直径0.002μm的大小，因而无法探测到次微米粒子的存在，且由于粒子大小不一，光电探测时无法用光遮或散射方式计算粒子的数量，因而无法计算出灰尘与烟粒子在数量上的差别。

综上所述，现有的纳米粒子光电探测技术探测精度无法达到次微米粒子的大小，无法及时在环境气体中的有害粒子通过光电转换计算出次微米粒子的浓度，无法在有害粒子产生阶段迅速反应，导致事故的产生，对企业的财产以及群众的人身安全造成巨大威胁。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能够在环境气体内有害粒子的产生阶段迅速反应的用于环境气体中纳米粒子光电探测方法及设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于环境气体中纳米粒子光电探测方法，包括以下步骤：

采集样本气体，检测所述样本气体的初始参数；

根据所述初始参数，设定气体压缩的目标参数，压缩所述样本气体至目标状态；

快速释放被压缩样本气体，使所述样本气体中的不可探测纳米粒子分别放大成直径可被探测的小水滴；

照射所述小水滴并采集所述小水滴产生的折射光，计算光强以及所述小水滴的数量。

进一步地，所述初始参数包括：

所述样本气体的初始温度以及初始湿度。

进一步地，所述目标参数为目标压强；

当所述样本气体的所述初始温度处于0-t度范围内时，根据所述样本气体的所述初始湿度大小设定所述目标压强，且在所述样本气体的所述初始湿度越大时，设定所述目标压强值较小。

进一步地，在气体压缩腔室容积确定时，所述目标压强根据压缩过程中的压缩频率和/或气体流量、压缩时间进行设定。

进一步地，所述步骤：照射所述小水滴并采集所述小水滴产生的折射光，计算光强以及所述小水滴的数量，具体包括：

照射所述小水滴并采集所述小水滴产生的光信号；

计算所述光信号的散射光强；