专利名称：多光路污染源污染气体排放遥测装置的制作方法
技术领域：
本发明属于一种光学测量方法领域，具体的说是一种用于污染源污染排放气体分布探测的多光路光谱测量装置。
背景技术：
污染源污染气体排放监测技术经历了最初现场采样、实验室分析，到现场在线自动监测以及近年来的新型光学遥测技术发展过程。光学遥测技术能实现现场非接触监测、 污染源区域监测和以及应急监测。并且遥测更能反映污染气体扩散到大气中的实际情况。遥测的主要方法有激光雷达、长光程差分吸收光谱、相关光谱和光导摄像等。目前对于大气污染气体分布的测量中，有利用系留气艇携带上述测量仪器对S02、03、NO2进行探测；也有将点式监测仪器放置于边界层高塔平台直接在线观测S02、N0x、03等。但是这些方法仅能提供一个或几个位置上的浓度，很难在任意地点、及时的提供数据，不能用于污染源排放的多组份气体分布进行观测。光学遥测技术中像激光雷达虽然也能给出污染气体垂直分布。但是差分吸收雷达系统复杂，成本高、可测量的成分受激光器波长的限制非常有限，而且对激光器要求高。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种污染源污染气体排放遥测装置，系统结构简单，多种气体同时测量，能进行长期观测，从而解决目前污染源污染气体排放遥测手段缺乏的难题。本发明的技术方案如下
一种多光路污染源污染气体排放遥测装置，其特征在于包括有固定于移动工作台上的直角棱镜、第一聚焦透镜和滤光片，所述的直角棱镜、第一聚焦透镜和滤光片依次位于同一光路上且一起构成望远镜系统，望远镜系统后续的光路上依次设置有准直透镜、标准气体样品池校准单元、第二聚焦透镜、置于恒温盒内的光谱仪和CCD探测器；所述望远镜系统随移动工作台运动，接收穿过待测烟团后从不同角度散射出的太阳光，再透过第二聚焦透镜成像在置于恒温盒内的光谱仪的入射狭缝上，然后经光谱仪色散后成像在CXD探测器上，所述的CCD探测器通过模数转换器与计算机电连接，CCD探测器将接收的光信号转换成电信号送入计算机；还包括GPS接收机，所述的GPS接收机通过RS232串口与计算机通讯。所述的多光路污染源污染气体排放遥测装置，其特征在于所述的移动工作台由步进电机驱动。所述的多光路污染源污染气体排放遥测装置，其特征在于所述的滤光片为 287nm^490nm紫外光波段的滤光片。所述的多光路污染源污染气体排放遥测装置，其特征在于所述的直角棱镜、第一、二聚焦透镜和滤光片的材质均为石英。。
所述的多光路污染源污染气体排放遥测装置，其特征在于所述的直角棱镜将从其一条直角边入射的光偏转90度后从其另外一条直角边发射出；直角棱镜能够绕其光轴 360度自由旋转。所述的多光路污染源污染气体排放遥测装置，其特征在于所述的标准气体样品池校准单元包括有转动轮和石英样品池；石英样品池内按需要充入不同标准气体。所述的多光路污染源污染气体排放遥测装置，其特征在于所述的恒温盒由半导体冷热电材料的制冷或加热实现盒内温度恒定。本发明的有益效果
1、本发明采用单一望远镜，通过步进电机驱动的直角石英棱镜获取来自不同仰角方向的穿过污染源排放污染气体后的散射太阳光，实现了对多个方向的探测。2、本发明独特设计的标准气体样品池校准单元，实现了光路中样品池的加载与移除、光路遮蔽与开放功能。3、本发明安装有方位角调整电机，实现了装置方位角的调整与控制。
图1为本发明多光路污染源污染气体排放遥测装置图。
具体实施例方式参见图1，一种多光路污染源污染气体排放遥测装置，包括有固定于移动工作台上的直角棱镜1、聚焦透镜2和滤光片3，直角棱镜1、聚焦透镜2和滤光片3依次位于同一光路上且一起构成望远镜系统，望远镜系统后续的光路上依次设置有准直透镜4、标准气体样品池校准单元5、聚焦透镜6、置于恒温盒7内的光谱仪8和CXD探测器；望远镜系统随移动工作台运动，接收穿过待测烟团后从不同角度散射出的太阳光，再透过聚焦透镜6成像在置于恒温盒7内的光谱仪8的入射狭缝上，然后经光谱仪8色散后成像在CXD探测器上， CCD探测器通过模数转换器与计算机电连接，CCD探测器将接收的光信号转换成电信号送入计算机；还包括GPS接收机10，GPS接收机10通过RS232串口与计算机通讯，来获取装置地理位置等信息。移动工作台由步进电机9驱动。滤光片3为^7rniT490nm紫外光波段的滤光片。直角棱镜1、聚焦透镜2、6和滤光片/6的材质均为石英。直角棱镜1将从其一条直角边入射的光偏转90度后从其另外一条直角边发射出； 直角棱镜1能够绕其光轴360度自由旋转。标准气体样品池校准单元5包括有转动轮和石英样品池；石英样品池内按需要充入不同标准气体。恒温盒7由半导体冷热电材料的制冷或加热实现盒内温度恒定。不同方向的入射光依次经直角棱镜1和聚焦透镜2并穿过滤光片3后，被准直透镜4准直为平行光，再通过标准气体样品池校准单元5，从聚焦透镜6出射，然后成像在光谱仪8的入射狭缝上。
权利要求
1.一种多光路污染源污染气体排放遥测装置，其特征在于包括有固定于移动工作台上的直角棱镜、第一聚焦透镜和滤光片，所述的直角棱镜、第一聚焦透镜和滤光片依次位于同一光路上且一起构成望远镜系统，望远镜系统后续的光路上依次设置有准直透镜、标准气体样品池校准单元、第二聚焦透镜、置于恒温盒内的光谱仪和CCD探测器；所述望远镜系统随移动工作台运动，接收穿过待测烟团后从不同角度散射出的太阳光，再透过第二聚焦透镜成像在置于恒温盒内的光谱仪的入射狭缝上，然后经光谱仪色散后成像在CXD探测器上，所述的CXD探测器通过模数转换器与计算机电连接，CXD探测器将接收的光信号转换成电信号送入计算机；还包括GPS接收机，所述的GPS接收机通过RS232串口与计算机通讯。
2.根据权利要求1所述的多光路污染源污染气体排放遥测装置，其特征在于所述的移动工作台由步进电机驱动。
3.根据权利要求1所述的多光路污染源污染气体排放遥测装置，其特征在于所述的滤光片为^7nnT490nm紫外光波段的滤光片。
4.根据权利要求1所述的多光路污染源污染气体排放遥测装置，其特征在于所述的直角棱镜、第一、二聚焦透镜和滤光片的材质均为石英。
5.根据权利要求1所述的多光路污染源污染气体排放遥测装置，其特征在于所述的直角棱镜将从其一条直角边入射的光偏转90度后从其另外一条直角边发射出；直角棱镜能够绕其光轴360度自由旋转。
6.根据权利要求1所述的多光路污染源污染气体排放遥测装置，其特征在于所述的标准气体样品池校准单元包括有转动轮和石英样品池；石英样品池内按需要充入不同标准气体。
7.根据权利要求1所述的多光路污染源污染气体排放遥测装置，其特征在于所述的恒温盒由半导体冷热电材料的制冷或加热实现盒内温度恒定。
全文摘要
本发明公开了一种多光路污染源污染气体排放遥测装置，采用步进电机驱动望远镜系统收集穿过烟团的不同角度的散射太阳光，望远镜系统后的光路上依次设置有准直透镜、标准气体样品池校准单元、聚焦透镜，从聚焦透镜出射的光成像在位于恒温盒内的光谱仪入射狭缝上，经光谱仪色散后成像在CCD探测器上，模数转换后送入计算机进行处理；同时装置能够通过步进电机调整方位角；装置内安装GPS接收机，获取装置地理位置等信息，通过RS232串口与计算机通讯。本发明结构简单，多种气体同时测量，能进行长期观测，解决了目前污染源污染气体排放遥测手段缺乏的难题，可应用于污染源排放监督性监测与污染气体分布研究。
文档编号G01N21/01GK102183465SQ20111004647
公开日2011年9月14日 申请日期2011年2月28日 优先权日2011年2月28日
发明者刘建国, 刘文清, 司福祺, 吴丰成, 方武, 李昂, 王亚萍, 窦科, 谢品华 申请人:中国科学院安徽光学精密机械研究所