專利名稱：多光路污染源污染氣體排放遙測裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于一種光學測量方法領域，具體的說是一種用于污染源污染排放氣體分布探測的多光路光譜測量裝置。
背景技術：
污染源污染氣體排放監測技術經歷了最初現場采樣、實驗室分析，到現場在線自動監測以及近年來的新型光學遙測技術發展過程。光學遙測技術能實現現場非接觸監測、 污染源區域監測和以及應急監測。并且遙測更能反映污染氣體擴散到大氣中的實際情況。遙測的主要方法有激光雷達、長光程差分吸收光譜、相關光譜和光導攝像等。目前對于大氣污染氣體分布的測量中，有利用系留氣艇攜帶上述測量儀器對S02、03、NO2進行探測；也有將點式監測儀器放置于邊界層高塔平臺直接在線觀測S02、N0x、03等。但是這些方法僅能提供一個或幾個位置上的濃度，很難在任意地點、及時的提供數據，不能用于污染源排放的多組份氣體分布進行觀測。光學遙測技術中像激光雷達雖然也能給出污染氣體垂直分布。但是差分吸收雷達系統復雜，成本高、可測量的成分受激光器波長的限制非常有限，而且對激光器要求高。
發明內容
本發明的目的是為了提供一種污染源污染氣體排放遙測裝置，系統結構簡單，多種氣體同時測量，能進行長期觀測，從而解決目前污染源污染氣體排放遙測手段缺乏的難題。本發明的技術方案如下
一種多光路污染源污染氣體排放遙測裝置，其特征在于包括有固定于移動工作臺上的直角棱鏡、第一聚焦透鏡和濾光片，所述的直角棱鏡、第一聚焦透鏡和濾光片依次位于同一光路上且一起構成望遠鏡系統，望遠鏡系統后續的光路上依次設置有準直透鏡、標準氣體樣品池校準單元、第二聚焦透鏡、置于恒溫盒內的光譜儀和CCD探測器；所述望遠鏡系統隨移動工作臺運動，接收穿過待測煙團后從不同角度散射出的太陽光，再透過第二聚焦透鏡成像在置于恒溫盒內的光譜儀的入射狹縫上，然后經光譜儀色散后成像在CXD探測器上，所述的CCD探測器通過模數轉換器與計算機電連接，CCD探測器將接收的光信號轉換成電信號送入計算機；還包括GPS接收機，所述的GPS接收機通過RS232串口與計算機通訊。所述的多光路污染源污染氣體排放遙測裝置，其特征在于所述的移動工作臺由步進電機驅動。所述的多光路污染源污染氣體排放遙測裝置，其特征在于所述的濾光片為 287nm^490nm紫外光波段的濾光片。所述的多光路污染源污染氣體排放遙測裝置，其特征在于所述的直角棱鏡、第一、二聚焦透鏡和濾光片的材質均為石英。。
所述的多光路污染源污染氣體排放遙測裝置，其特征在于所述的直角棱鏡將從其一條直角邊入射的光偏轉90度后從其另外一條直角邊發射出；直角棱鏡能夠繞其光軸 360度自由旋轉。所述的多光路污染源污染氣體排放遙測裝置，其特征在于所述的標準氣體樣品池校準單元包括有轉動輪和石英樣品池；石英樣品池內按需要充入不同標準氣體。所述的多光路污染源污染氣體排放遙測裝置，其特征在于所述的恒溫盒由半導體冷熱電材料的制冷或加熱實現盒內溫度恒定。本發明的有益效果
1、本發明采用單一望遠鏡，通過步進電機驅動的直角石英棱鏡獲取來自不同仰角方向的穿過污染源排放污染氣體后的散射太陽光，實現了對多個方向的探測。2、本發明獨特設計的標準氣體樣品池校準單元，實現了光路中樣品池的加載與移除、光路遮蔽與開放功能。3、本發明安裝有方位角調整電機，實現了裝置方位角的調整與控制。
圖1為本發明多光路污染源污染氣體排放遙測裝置圖。
具體實施例方式參見圖1，一種多光路污染源污染氣體排放遙測裝置，包括有固定于移動工作臺上的直角棱鏡1、聚焦透鏡2和濾光片3，直角棱鏡1、聚焦透鏡2和濾光片3依次位于同一光路上且一起構成望遠鏡系統，望遠鏡系統后續的光路上依次設置有準直透鏡4、標準氣體樣品池校準單元5、聚焦透鏡6、置于恒溫盒7內的光譜儀8和CXD探測器；望遠鏡系統隨移動工作臺運動，接收穿過待測煙團后從不同角度散射出的太陽光，再透過聚焦透鏡6成像在置于恒溫盒7內的光譜儀8的入射狹縫上，然后經光譜儀8色散后成像在CXD探測器上， CCD探測器通過模數轉換器與計算機電連接，CCD探測器將接收的光信號轉換成電信號送入計算機；還包括GPS接收機10，GPS接收機10通過RS232串口與計算機通訊，來獲取裝置地理位置等信息。移動工作臺由步進電機9驅動。濾光片3為^7rniT490nm紫外光波段的濾光片。直角棱鏡1、聚焦透鏡2、6和濾光片/6的材質均為石英。直角棱鏡1將從其一條直角邊入射的光偏轉90度后從其另外一條直角邊發射出； 直角棱鏡1能夠繞其光軸360度自由旋轉。標準氣體樣品池校準單元5包括有轉動輪和石英樣品池；石英樣品池內按需要充入不同標準氣體。恒溫盒7由半導體冷熱電材料的制冷或加熱實現盒內溫度恒定。不同方向的入射光依次經直角棱鏡1和聚焦透鏡2并穿過濾光片3后，被準直透鏡4準直為平行光，再通過標準氣體樣品池校準單元5，從聚焦透鏡6出射，然后成像在光譜儀8的入射狹縫上。
權利要求
1.一種多光路污染源污染氣體排放遙測裝置，其特征在于包括有固定于移動工作臺上的直角棱鏡、第一聚焦透鏡和濾光片，所述的直角棱鏡、第一聚焦透鏡和濾光片依次位于同一光路上且一起構成望遠鏡系統，望遠鏡系統后續的光路上依次設置有準直透鏡、標準氣體樣品池校準單元、第二聚焦透鏡、置于恒溫盒內的光譜儀和CCD探測器；所述望遠鏡系統隨移動工作臺運動，接收穿過待測煙團后從不同角度散射出的太陽光，再透過第二聚焦透鏡成像在置于恒溫盒內的光譜儀的入射狹縫上，然后經光譜儀色散后成像在CXD探測器上，所述的CXD探測器通過模數轉換器與計算機電連接，CXD探測器將接收的光信號轉換成電信號送入計算機；還包括GPS接收機，所述的GPS接收機通過RS232串口與計算機通訊。
2.根據權利要求1所述的多光路污染源污染氣體排放遙測裝置，其特征在于所述的移動工作臺由步進電機驅動。
3.根據權利要求1所述的多光路污染源污染氣體排放遙測裝置，其特征在于所述的濾光片為^7nnT490nm紫外光波段的濾光片。
4.根據權利要求1所述的多光路污染源污染氣體排放遙測裝置，其特征在于所述的直角棱鏡、第一、二聚焦透鏡和濾光片的材質均為石英。
5.根據權利要求1所述的多光路污染源污染氣體排放遙測裝置，其特征在于所述的直角棱鏡將從其一條直角邊入射的光偏轉90度后從其另外一條直角邊發射出；直角棱鏡能夠繞其光軸360度自由旋轉。
6.根據權利要求1所述的多光路污染源污染氣體排放遙測裝置，其特征在于所述的標準氣體樣品池校準單元包括有轉動輪和石英樣品池；石英樣品池內按需要充入不同標準氣體。
7.根據權利要求1所述的多光路污染源污染氣體排放遙測裝置，其特征在于所述的恒溫盒由半導體冷熱電材料的制冷或加熱實現盒內溫度恒定。
全文摘要
本發明公開了一種多光路污染源污染氣體排放遙測裝置，采用步進電機驅動望遠鏡系統收集穿過煙團的不同角度的散射太陽光，望遠鏡系統后的光路上依次設置有準直透鏡、標準氣體樣品池校準單元、聚焦透鏡，從聚焦透鏡出射的光成像在位于恒溫盒內的光譜儀入射狹縫上，經光譜儀色散后成像在CCD探測器上，模數轉換后送入計算機進行處理；同時裝置能夠通過步進電機調整方位角；裝置內安裝GPS接收機，獲取裝置地理位置等信息，通過RS232串口與計算機通訊。本發明結構簡單，多種氣體同時測量，能進行長期觀測，解決了目前污染源污染氣體排放遙測手段缺乏的難題，可應用于污染源排放監督性監測與污染氣體分布研究。
文檔編號G01N21/01GK102183465SQ20111004647
公開日2011年9月14日 申請日期2011年2月28日 優先權日2011年2月28日
發明者劉建國, 劉文清, 司福祺, 吳豐成, 方武, 李昂, 王亞萍, 竇科, 謝品華 申請人:中國科學院安徽光學精密機械研究所