一種基于調制傳遞函數的小型螺旋pm2.5濃度檢測裝置制造方法
【專利摘要】一種基于調制傳遞函數的小型螺旋PM2.5濃度檢測裝置屬于環境自動化監測領域，具體涉及一種PM2.5濃度檢測裝置；該裝置包括激光器，針孔、準直物鏡、矩形光柵，成像物鏡，圖像傳感器以及平面反射鏡陣列；所述的準直物鏡的焦點位于針孔位置處，矩形光柵和圖像傳感器分別位于成像物鏡的物面和像面；激光器發出的激光束經過針孔后形成點光源，再由準直物鏡準直后形成平行光，照射到矩形光柵上，矩形光柵經成像物鏡成像到圖像傳感器表面；矩形光柵到圖像傳感器之間的光束被平面反射鏡陣列轉折成螺旋狀；本發明PM2.5濃度檢測裝置，不僅可以降低儀器成本，而且可以減少計算量，提高監測實時性，同時能夠實現檢測裝置的小型化設計。
【專利說明】 —種基于調制傳遞函數的小型螺旋^112.5濃度檢測裝置
【技術領域】
[0001]一種基于調制傳遞函數的小型螺旋912.5濃度檢測裝置屬于環境自動化監測領域，具體涉及一種912.5濃度檢測裝置。
【背景技術】
[0002]霧霾與？12丨5顆粒物直接相關，通過檢測？12丨5的濃度，可以對霧霾天氣進行定量評價。
[0003]傳統？12.5檢測方法是在多個不同地點分布霧霾監測器，這種方式精度較高，但由于霧霾監測器設備復雜，技術含量高，使得檢測成本也相應提高。
[0004]經研究表明，？12.5的濃度與空氣能見度成線性關系，因此可以通過空氣能見度評價函數來得到912.5的濃度。申請號為201410200873的發明專利《基于無參考圖像清晰度評價的912.5濃度檢測儀》，提出了一種利用圖像信息判斷912.5濃度的檢測裝置與方法，該發明采用了無參考圖像的技術方案，通過測量多個目標得到圖像的模糊累計概率，再與能見度清晰處圖像的模糊累計概率比較，確定最終目標物，激光測距單元測量最終目標物的距離，^12.5濃度顯示單元通過能見度與912.5濃度關系計算912.5濃度。
[0005]這種方法可以給予本領域利用圖像來監測912.5的技術啟示，然而，其缺點在于:由于采用無參考圖像的方式，因此需要多個目標以及激光測距儀，不僅檢測成本高，而且測試步驟繁瑣，計算量大，實時性不理想；此外，由于目標與圖像傳感器距離較遠，因此無法實現儀器的小型化設計。
【發明內容】
[0006]為了解決上述問題，本發明公開了一種基于調制傳遞函數的小型螺旋？此5濃度檢測裝置，本發明不僅可以降低儀器成本，而且可以減少計算量，提高監測實時性，同時能夠實現檢測裝置的小型化設計。
[0007]本發明的目的是這樣實現的:
一種基于調制傳遞函數的小型螺旋912.5濃度檢測裝置，包括激光器，針孔、準直物鏡、矩形光柵，成像物鏡，圖像傳感器以及平面反射鏡陣列；所述的準直物鏡的焦點位于針孔位置處，矩形光柵和圖像傳感器分別位于成像物鏡的物面和像面；
激光器發出的激光束經過針孔后形成點光源，再由準直物鏡準直后形成平行光，照射到矩形光柵上，矩形光柵經成像物鏡成像到圖像傳感器表面；矩形光柵到圖像傳感器之間的光束被平面反射鏡陣列轉折成螺旋狀。
[0008]上述基于調制傳遞函數的小型螺旋？12丨5濃度檢測裝置，所述的激光器配置方向斜向上，所述的平面反射鏡陣列包括四片平面反射鏡，將光束轉折成俯視方向為矩形的螺旋狀。
[0009]上述基于調制傳遞函數的小型螺旋912.5濃度檢測裝置，還包括上下均開口的筒狀外殼，所述的外殼內部放置有吹風機，能夠使空氣上下方向流動。
[0010]有益效果:
第一、由于采用了基于圖像的？12丨5濃度監測方法，同傳統霧霾監測器的方式相比，降低了檢測成本，操作更簡單。
[0011]第二、由于采用了矩形光柵作為測試目標，回避了無參考圖像的檢測方法，因此無需配置多個目標，也無需配置激光測距儀，因此同樣可以降低設備成本。
[0012]第三、由于只設置矩形光柵一個測試目標，因此無需對多個目標進行測量和運算，可以減少運算量，提高檢測實時性。
[0013]第四、由于采用了平面反射鏡陣列對光路進行轉折，因此可以實現在一個小的空間里等效實現大光程，進而實現儀器小型化設計。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明？12丨5濃度檢測裝置等效光路圖。
[0015]圖2是本發明912.5濃度檢測裝置光路正視圖。
[0016]圖3是本發明912.5濃度檢測裝置光路俯視圖。
[0017]圖中:1激光器、2針孔、3準直物鏡、4矩形光柵、5成像物鏡、6圖像傳感器、7平面反射鏡陣列。
【具體實施方式】
[0018]下面對本發明【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0019]具體實施例一
本實施例的基于調制傳遞函數的小型螺旋？12.5濃度檢測裝置，包括激光器1，針孔2、準直物鏡3、矩形光柵4，成像物鏡5，圖像傳感器6以及平面反射鏡陣列7 ；所述的準直物鏡3的焦點位于針孔2位置處，矩形光柵4和圖像傳感器6分別位于成像物鏡5的物面和像面；
激光器1發出的激光束經過針孔2后形成點光源，再由準直物鏡3準直后形成平行光，照射到矩形光柵4上，矩形光柵4經成像物鏡5成像到圖像傳感器6表面；矩形光柵4到圖像傳感器6之間的光束被平面反射鏡陣列7轉折成螺旋狀。
[0020]在不考慮平面反射鏡陣列7對于光束的轉折作用，本實施例的基于調制傳遞函數的小型螺旋912.5濃度檢測裝置光路圖如圖1所示。
[0021]實際上，所述的激光器1配置方向斜向上，所述的平面反射鏡陣列7包括四片平面反射鏡，將光束轉折成俯視方向為矩形的螺旋狀，螺旋狀光路的主視圖如圖2所示(平面反射鏡陣列7用粗實線表示),俯視圖如圖3所示(平面反射鏡陣列7用粗實線表示
[0022]具體實施例二
本實施例的基于調制傳遞函數的小型螺旋912.5濃度檢測裝置，在具體實施例一的基礎上進一步限定還包括上下均開口的筒狀外殼，所述的外殼內部放置有吹風機，能夠使空氣上下方向流動。使空氣流動，一是防止固體顆粒附著在平面反射鏡上影響圖像清晰度，從而影響912.5濃度的檢測精度，二是使空氣更均勻，用單次測量即可等效為多次測量取平均值。
[0023]本發明基于調制傳遞函數的小型螺旋912.5濃度檢測裝置，可以在圖像傳感器端檢測圖像的對比度，結合物方對比度，得到調制傳遞函數，利用調制傳遞函數與？此5的濃度關系，檢測？12丨5的濃度。具體原理在同日申請的發明專利《一種基于調制傳遞函數的^12.5監測方法》中有記載，本領域技術人員可以通過查找該專利，獲得本發明裝置的使用方法，在本申請中不再重復論述。
[0024]本發明不局限于上述最佳實施方式，任何人應該得知在本發明的啟示下作出的結構變化或方法改進，凡是與本發明具有相同或相近的技術方案，均落入本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種基于調制傳遞函數的小型螺旋PM2.5濃度檢測裝置，其特征在于，包括激光器(1)，針孔(2)、準直物鏡(3)、矩形光柵(4)，成像物鏡(5)，圖像傳感器(6)以及平面反射鏡陣列(7);所述的準直物鏡(3)的焦點位于針孔(2)位置處，矩形光柵(4)和圖像傳感器(6)分別位于成像物鏡(5)的物面和像面； 激光器(I)發出的激光束經過針孔(2)后形成點光源，再由準直物鏡(3)準直后形成平行光，照射到矩形光柵(4)上，矩形光柵(4)經成像物鏡(5)成像到圖像傳感器(6)表面；矩形光柵(4)到圖像傳感器(6)之間的光束被平面反射鏡陣列(7)轉折成螺旋狀。
2.根據權利要求1所述的基于調制傳遞函數的小型螺旋PM2.5濃度檢測裝置，其特征在于，所述的激光器(I)配置方向斜向上，所述的平面反射鏡陣列(7)包括四片平面反射鏡，將光束轉折成俯視方向為矩形的螺旋狀。
3.根據權利要求1或2所述的基于調制傳遞函數的小型螺旋PM2.5濃度檢測裝置，其特征在于，還包括上下均開口的筒狀外殼，所述的外殼內部放置有吹風機，能夠使空氣上下方向流動。
【文檔編號】G01N15/06GK104359813SQ201410596465
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月30日 優先權日:2014年10月30日
【發明者】寧凱 申請人:哈爾濱幻石科技發展有限公司