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原文传递一种激光诱导荧光检测气溶胶的方法及系统

专利名称：	一种激光诱导荧光检测气溶胶的方法及系统
摘要：	本发明涉及荧光检测技术领域，公开了一种激光诱导荧光检测气溶胶的方法及系统，该方法包括：对气溶胶样品进行浓度检测判断是否开启激光诱导荧光检测；判定开启时，获取浓度差值△N确定激光强度Q；获取荧光强度Yq，判断荧光信号是否合格；当判定不合格，采集环境温度判断是否开启散热装置；检测环境湿度对激光强度Q进行调整，检测调整后的荧光强度Yh；将调整后的荧光强度Yh与预设荧光强度阈值Ymin比对，当Yq＜Yh＜Ymin时对激光强度Q进行二次调整；获取有害物质浓度，根据有害物质浓度确定检测时间间隔；经过检测时间间隔后，获取有害物质含量变化率，确定是否开启连续检测。本发明实现了对激光强度的精确控制，提高了检测结果的可信性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	天津;12
申请人：	天津创盾智能科技有限公司
发明人：	徐军
专利状态：	有效
申请日期：	2023-10-26T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-28T00:00:00+0800
申请号：	CN202311396261.5
公开号：	CN117129459A
代理机构：	北京文嘉知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	张艳
分类号：	G01N21/64;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/64
申请人地址：	300392 天津市滨海新区华苑产业区(环外)海泰创新六路2号16号楼-2-701-2室
主权项：	1.一种激光诱导荧光检测气溶胶的方法，其特征在于，包括：采集气溶胶样品并对所述气溶胶样品进行浓度检测，将浓度数据N0与预设浓度阈值Nmax进行比对，根据比对结果判断是否开启激光诱导荧光检测；当N0＞Nmax时，判定开启所述激光诱导荧光检测，并获取所述浓度数据N0与预设浓度阈值Nmax的浓度差值△N=N0-Nmax，根据所述浓度差值△N确定激光强度Q；在确定所述激光强度Q后，将激光光束聚集在所述气溶胶样品上，使用荧光探测器获取荧光强度Yq，将所述荧光强度Yq与预设荧光强度阈值Ymin进行比对，根据比对结果判断荧光信号是否合格；当Yq＜Ymin时判定所述荧光信号不合格，并采集环境温度，根据所述环境温度判断是否开启散热装置；在确定是否开启散热装置后检测环境湿度，根据所述环境湿度对所述激光强度Q进行调整，检测调整后的荧光强度Yh；将调整后的荧光强度Yh与预设荧光强度阈值Ymin进行比对，当Yq＜Yh＜Ymin时，根据所述调整后的荧光强度Yh对激光强度Q进行二次调整；以二次调整后的激光强度Q获取荧光信号，使用荧光光谱特征识别有害物质，获取有害物质浓度，根据所述有害物质浓度确定检测时间间隔；经过所述检测时间间隔后再次检测，获取有害物质含量变化率，根据所述有害物质含量变化率确定是否开启连续检测。 2.根据权利要求1所述的激光诱导荧光检测气溶胶的方法，其特征在于，所述采集气溶胶样品并对所述气溶胶样品进行浓度检测，将浓度数据N0与预设浓度阈值Nmax进行比对，根据比对结果判断是否开启激光诱导荧光检测，包括：采用质量捕获法进行浓度检测，获得浓度数据N0；当N0＞Nmax时，判定开启激光诱导荧光检测进行有害物质检测；当N0≤Nmax时，判定不开启激光诱导荧光检测。 3.根据权利要求2所述的激光诱导荧光检测气溶胶的方法，其特征在于，当判定开启所述激光诱导荧光检测时，获取所述浓度数据N0与预设浓度阈值Nmax的浓度差值△N=N0-Nmax，根据所述浓度差值△N确定激光强度Q，包括：预先设定第一预设浓度差值△N1、第二预设浓度差值△N2和第三预设浓度差值△N3，且△N1＜△N2＜△N3；预先设定第一预设激光强度Q1、第二预设激光强度Q2和第三预设激光强度Q3，且Q1＜Q2＜Q3；根据所述浓度差值△N与各预设浓度差值的大小关系确定激光强度；当△N1≤△N＜△N2时，确定激光器的激光强度为Q1；当△N2≤△N＜△N3时，确定激光器的激光强度为Q2；当△N3≤△N时，确定激光器的激光强度为Q3。 4.根据权利要求3所述的激光诱导荧光检测气溶胶的方法，其特征在于，在确定所述激光强度Q=Qi后，i=1，2，3，将激光光束聚集在所述气溶胶样品上，使用荧光探测器获取荧光强度Yq，将所述荧光强度Yq与预设荧光强度阈值Ymin进行比对，根据比对结果判断荧光信号是否合格，包括：当Yq≥Ymin时，判定荧光信号合格，不对激光强度Q进行调整并使用荧光光谱特征识别有害物质，获取有害物质浓度；当Yq＜Ymin时，判定荧光信号不合格，并采集环境温度，根据所述环境温度判断是否开启散热装置。 5.根据权利要求4所述的激光诱导荧光检测气溶胶的方法，其特征在于，当判定荧光信号不合格时，采集环境温度，根据所述环境温度判断是否开启散热装置，包括：预先设定环境温度阈值Tmax，将环境温度T0与所述环境温度阈值Tmax进行比对，根据比对结果判断是否开启散热装置；当T0＞Tmax时，判定开启散热装置，并根据所述环境温度TO确定散热功率；当T0≤Tmax时，判定不开启散热装置；当判定开启散热装置时，预先设定第一预设环境温度T1和第二预设环境温度T2，且Tmax＜T1＜T2；预先设定第一预设散热功率P1、第二预设散热功率P2和第三预设散热功率P3，且P1＜P2＜P3；当Tmax＜T0＜T1时，确定所述散热装置的散热功率为P1；当T1≤T0＜T2时，确定所述散热装置的散热功率为P2；当T2≤T0时，确定所述散热装置的散热功率为P3。 6.根据权利要求5所述的激光诱导荧光检测气溶胶的方法，其特征在于，在确定是否开启散热装置后检测环境湿度，根据所述环境湿度对所述激光强度进行调整，检测调整后的荧光强度Yh，包括：预先设定第一预设湿度S1、第二预设湿度S2和第三预设湿度S3，且S1＜S2＜S3；预先设定第一预设调整系数A1、第二预设调整系数A2和第三预设调整系数A3，且A1＜A2＜A3；根据环境湿度S0与各预设湿度的大小关系选取调整系数对激光强度Q进行调整，以调整后的激光强度进行检测；当S1≤S0＜S2时，选取所述第一预设调整系数A1对激光强度Q进行调整，获取调整后的激光强度Qh=QiA1；当S2≤S0＜S3时，选取所述第二预设调整系数A2对激光强度Q进行调整，获取调整后的激光强度Qh=QiA2；当S3≤S0时，选取所述第三预设调整系数A3对激光强度Q进行调整，获取调整后的激光强度Qh=QiA3。 7.根据权利要求6所述的激光诱导荧光检测气溶胶的方法，其特征在于，以调整后的激光强度Qh=QiAi进行检测，获取调整后的荧光强度Yh，将调整后的荧光强度Yh与预设荧光强度阈值Ymin进行比对，当Yq＜Yh＜Ymin时，根据所述调整后的荧光强度Yh对激光强度Q进行二次调整，包括：获取荧光强度差值△Y=Ymin-Yh，预先设定第一预设荧光差值△Y1、第二预设荧光差值△Y2和第三预设荧光差值△Y3，且△Y1＜△Y2＜△Y3；预先设定第一预设激光调整系数B1、第二预设激光调整系数B2和第三预设激光调整系数B3，且B1＜B2＜B3；根据所述荧光强度差值△Y与各预设荧光差值的大小关系选取激光调整系数对调整后的激光强度Qh=QiAi进行调整；当△Y1≤△Y＜△Y2时，选取所述第一预设激光调整系数B1对调整后的激光强度Qh=QiAi进行调整，获取二次调整后的激光强度Qe=QiAiB1；当△Y2≤△Y＜△Y3时，选取所述第二预设激光调整系数B2对调整后的激光强度Qh=QiAi进行调整，获取二次调整后的激光强度Qe=QiAiB2；当△Y3≤△Y时，选取所述第三预设激光调整系数B3对调整后的激光强度Qh=QiAi进行调整，获取二次调整后的激光强度Qe=QiAiB3。 8.根据权利要求7所述的激光诱导荧光检测气溶胶的方法，其特征在于，以二次调整后的激光强度获取荧光信号，使用荧光光谱特征识别有害物质，获取有害物质浓度，根据所述有害物质浓度确定检测时间间隔，包括：预先设定第一预设浓度D1、第二预设浓度D2和第三预设浓度D3，且D1＜D2＜D3；预先设定第一预设时间间隔J1、第二预设时间间隔J2和第三预设时间间隔J3，且J1＜J2＜J3；根据有害物质浓度D0与各预设浓度的大小关系确定检测时间间隔；当D1≤D0＜D2时，确定检测时间间隔为J1；当D2≤D0＜D3时，确定检测时间间隔为J2；当D3≤D0时，确定检测时间间隔为J3。 9.根据权利要求8所述的激光诱导荧光检测气溶胶的方法，其特征在于，在确定检测时间间隔为Ji后，i=1，2，3，经过检测时间间隔再次检测，获取有害物质含量变化率，根据所述有害物质含量变化率确定是否开启连续检测，包括：所述有害物质含量变化率计算公式为：；其中，表示t时刻检测的有害物质浓度；/>表示t-1时刻检测的有害物质浓度；预先设定有害物质含量变化率阈值Lmax，将有害物质含量变化率L与有害物质含量变化率阈值Lmax进行比对，根据比对结果判断是否开启连续检测；当L＞Lmax时，判定将激光脉冲改为连续检测，并对激光强度进行弱化；当L≤Lmax时，判定不开启连续检测；当判定将激光脉冲改为连续检测时，根据有害物质含量变化率L与有害物质含量变化率阈值Lmax的大小关系选取弱化系数调整激光强度Q；预先设定第一预设弱化系数C1、第二预设弱化系数C2和第三预设弱化系数C3，且C1＜C2＜C3；其中，当激光强度Q经过二次调整时，Q=QiAiBi，i=1，2，3，当激光强度Q未经过调整时，Q=Qi，i=1，2，3；当Lmax＜L＜1.1Lmax时，选取所述第一预设弱化系数C1对激光强度Q进行弱化，获取弱化后的激光强度QC1；当1.1Lmax≤L＜1.2Lmax时，选取所述第二预设弱化系数C2对激光强度Q进行弱化，获取弱化后的激光强度QC2；当1.2Lmax≤L时，选取所述第三预设弱化系数C3对激光强度Q进行弱化，获取弱化后的激光强度Q*C3。 10.一种激光诱导荧光检测气溶胶的系统，其特征在于，包括：采集单元，被配置为采集气溶胶样品并对所述气溶胶样品进行浓度检测，将浓度数据N0与预设浓度阈值Nmax进行比对，根据比对结果判断是否开启激光诱导荧光检测；所述采集单元还被配置为当N0＞Nmax时，判定开启所述激光诱导荧光检测，并获取所述浓度数据N0与预设浓度阈值Nmax的浓度差值△N=N0-Nmax，根据所述浓度差值△N确定激光强度Q；判断单元，被配置为在确定所述激光强度Q后，将激光光束聚集在所述气溶胶样品上，使用荧光探测器获取荧光强度Yq，将所述荧光强度Yq与预设荧光强度阈值Ymin进行比对，根据比对结果判断荧光信号是否合格；调整单元，被配置为当Yq＜Ymin时判定所述荧光信号不合格，并采集环境温度，根据所述环境温度判断是否开启散热装置；在确定是否开启散热装置后检测环境湿度，根据所述环境湿度对所述激光强度Q进行调整，检测调整后的荧光强度Yh；所述调整单元还被配置为将调整后的荧光强度Yh与预设荧光强度阈值Ymin进行比对，当Yq＜Yh＜Ymin时，根据所述调整后的荧光强度Yh对激光强度Q进行二次调整；检测单元，被配置为以二次调整后的激光强度Q获取荧光信号，使用荧光光谱特征识别有害物质，获取有害物质浓度，根据所述有害物质浓度确定检测时间间隔；模式判断单元，被配置为经过所述检测时间间隔后再次检测，获取有害物质含量变化率，根据所述有害物质含量变化率确定是否开启连续检测。