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原文传递高精度气溶胶粒径浓度测量系统及方法

专利名称：	高精度气溶胶粒径浓度测量系统及方法
摘要：	本发明提供的高精度气溶胶粒径浓度测量系统，包括颗粒发生器、流速控制器、三维微调器、光源、光源控制器、显微物镜、线阵CCD和终端；颗粒发生器与流速控制器连接；流速控制器与三维微调器连接；光源控制器与光源连接；光源设置在三维微调器上；线阵CCD通过显微物镜与三维微调器连接；终端与线阵CCD建立通信连接。本发明提供的一种高精度气溶胶粒径浓度测量系统，采用线阵CCD对颗粒成像处理，精确地对每个颗粒进行成像，避免了漏检的情况，大大提高了粒径浓度测量的精度，且系统成本低廉，适用于批量的自动化检测；还提供一种高精度气溶胶粒径浓度测量方法，仅需要一次标定，操作简单，且实现了自动化检测，极大地降低了人工成本，提高了生产效率。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	广东工业大学
发明人：	邓凯元;雷亮;伍庆华;何文锋;陈幸豪;周金运
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-03T00:00:00+0800
申请号：	CN201910164915.9
公开号：	CN109709007A
代理机构：	广州粤高专利商标代理有限公司
代理人：	林丽明
分类号：	G01N15/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	510006 广东省广州市越秀区东风东路729号
主权项：	1.高精度气溶胶粒径浓度测量系统，其特征在于：包括颗粒发生器(1)、流速控制器(2)、三维微调器(3)、光源(4)、光源控制器(5)、显微物镜(6)、线阵CCD(7)和终端(8)；其中：所述颗粒发生器(1)通过导管与所述流速控制器(2)连接；所述流速控制器(2)通过导管与所述三维微调器(3)连接；所述光源控制器(5)与所述光源(4)连接；所述光源(4)设置在所述三维微调器(3)上；所述线阵CCD(7)通过所述显微物镜(6)与所述三维微调器(3)连接；所述终端(8)与所述线阵CCD(7)建立通信连接。 2.根据权利要求1所述的高精度气溶胶粒径浓度测量系统，其特征在于：所述光源(4)为半导体紫外激光源。 3.根据权利要求2所述的高精度气溶胶粒径浓度测量系统，其特征在于：所述三维微调器(3)用于所述光源(4)X方向、Y方向、Z方向位置的微调。 4.根据权利要求3所述的高精度气溶胶粒径浓度测量系统，其特征在于：所述颗粒发生器(1)、流速控制器(2)、三维微调器(3)的导管连接处均设置有密封胶。 5.根据权利要求4所述的高精度气溶胶粒径浓度测量系统，其特征在于：所述终端(8)与所述线阵CCD(7)通过USB接口进行通信连接。 6.根据权利要求5所述的高精度气溶胶粒径浓度测量系统，其特征在于：所述终端(8)主体为图像处理系统，所述图像处理系统通过所述线阵CCD(7)所拍摄的数据，得到对应的数据pix、C，完成对区域内气溶胶颗粒粒径以及浓度的测量；其中，所述数据pix为1微米颗粒所占像素宽度参量，所述数据C为气溶胶浓度参量。 7.一种应用如权利要求6所述的高精度气溶胶粒径浓度测量系统的高精度气溶胶粒径浓度测量方法，其特征在于，包括以下步骤： S1：对线阵CCD(7)进行标定； S2：开启流速控制器(2)，调整流速控制器(2)使其输出气体的速度为V，其中V≤0.6L/min； S3：进行实际测量，计算区域内颗粒粒径与浓度。 8.根据权利要求7所述的高精度气溶胶粒径浓度测量方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤： S11：摇匀1微米的国家标准颗粒，并用蒸馏水稀释，将其均匀地分散在颗粒发生器(1)中，通过颗粒发生器(1)使颗粒进入连接的导管中，经过流速控制器(2)后颗粒缓慢地进入线阵CCD的成像区域中，出射的图像信号直接呈现在终端(8)上； S12：调整三维微调器(3)中X方向、Y方向、Z方向的旋钮，以及光源控制器(5)中的光强按钮使线阵CCD(7)能输出优质信号至终端(8)中，即在图像处理系统中观测到颗粒经过线阵CCD(7)的成像区域时，有明显的波峰波谷； S13：调整流速控制器(2)改变气体流速，使经过线阵CCD(7)成像区域中的颗粒以确定的间隔进入线阵CCD(7)的成像区域； S14：记录1微米颗粒所占的像素pix，完成线阵CCD(7)的标定。 9.根据权利要求8所述的高精度气溶胶粒径浓度测量方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤： S31：移除颗粒发生器(1)，使流速控制器(2)抽取检测区域内的气体，持续时间为T，其中T>30s； S32：通过图像处理系统获得在时间T内经过线阵CCD(7)成像区域的所有气溶胶颗粒Dn所占像素pixn信息，获取每个颗粒的粒径，计算公式为： Dn＝pixn/pix； S33：通过图像处理系统获得在时间T内经过线阵CCD(7)成像区域的气溶胶颗粒数量Nn； S34：计算每种颗粒浓度Cn信息，具体计算公式为： Cn＝N×T/V。
所属类别：	发明专利