本發(fā)明涉及霧霾濃度傳感器，尤其涉及一種基于CCD感光器件的霧霾濃度傳感器，屬于大氣環(huán)境監(jiān)測技術領域。

背景技術：

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和工業(yè)化的進程，大氣污染現(xiàn)象日益加重，尤其是城市建設、房地產(chǎn)開發(fā)、混凝土生產(chǎn)、鋼鐵業(yè)制造、汽車尾氣排放、冬季房屋取暖和少數(shù)農(nóng)村無組織焚燒秸稈和廢棄生物質(zhì)，使大氣污染日趨嚴重，嚴重影響了人們的身體健康和生活質(zhì)量，有時還不斷因霧霾天氣造成交通事故，為此，關于霧霾的測量與控制已成為當今的熱門話題，許多研究人員不斷研制霧霾測量工具，試圖測量霧霾濃度，對大氣污染進行治理，常見霧霾濃度測量主要通過測量氣體的通量、不同粒徑顆粒的吸收程度，比如用激光的吸收衰減方法或者是利用光的散射來進行檢測，但現(xiàn)有的技術有的生產(chǎn)成本較高，不利普及，有的測量精度有限，誤差較大，有的體積較大，不方便攜帶。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種制作成本較低、測量精度較高、便于攜帶的基于CCD感光器件的霧霾濃度傳感器。

本發(fā)明所要解決的技術問題是通過以下技術方案實現(xiàn)的：基于CCD感光器件的霧霾濃度傳感器，包括固體激光器(1)、寬束激光束(2)、準直限束光闌(3)、狹窄激光束(4)、氣流與光束相交區(qū)(5)、氣流噴嘴(6)、進氣管(7)、吸收光闌(8)、光陷阱(9)、吸光層(10)、凸透鏡(11)、CCD感光器件(12)、遮光罩(13)、出氣管(14)、白色底板(15)和光路(16)；

固體激光器(1)、寬束激光束(2)、準直限束光闌(3)、狹窄激光束(4)、氣流與光束相交區(qū)(5)、吸收光闌(8)、光陷阱(9)和吸光層(10)構(gòu)成光路機構(gòu)，凸透鏡(11)、CCD感光器件(12)、遮光罩(13)和光路(16)構(gòu)成測量機構(gòu)，氣流噴嘴(6)、進氣管(7)和出氣管(14)構(gòu)成霧霾氣流機構(gòu)；

固體激光器(1)發(fā)出的寬束激光束(2)前進光路上設有準直限束光闌(3)、氣流與光束相交區(qū)(5)、吸收光闌(8)、光陷阱(9)和吸光層(10)，寬束激光束(2)經(jīng)準直限束光闌(3)后變成狹窄激光束(4)照向氣流與光束相交區(qū)(5)，從氣流與光束相交區(qū)(5)出來的狹窄激光束(4)經(jīng)過吸收光闌(8)后進入光陷阱(9)由吸光層(10)吸收，固體激光器(1)的工作電壓為3V，波長為532nm，綠色，寬束激光束(2)的橫截面為圓形，直徑為1mm，狹窄激光束(4)的橫截面為長方形，長為0.8mm，高為0.6mm，光陷阱(9)內(nèi)部進行發(fā)黑磨砂處理；

氣流與光束相交區(qū)(5)位于準直限束光闌(3)和吸收光闌(8)之間正中位置，氣流與光束相交區(qū)(5)上方設有白色底板(15)，下方設有凸透鏡(11)、CCD感光器件(12)和遮光罩(13)，氣流與光束相交區(qū)(5)中的霧霾濃度與粒子經(jīng)凸透鏡(11)聚焦后倒立清晰成像在CCD感光器件(12)上，白色底板(15)模糊倒立成像在CCD感光器件(12)上，遮光罩(13)內(nèi)外側(cè)面全部進行發(fā)黑磨砂處理，遮光罩(13)遮擋和吸收雜散光線；

氣流與光束相交區(qū)(5)兩側(cè)設有進氣管(7)和出氣管(14)，進氣管(7)和出氣管(14)靠近氣流與光束相交區(qū)(5)處設有氣流噴嘴(6)，氣流噴嘴(6)的噴口呈長方形，尺寸為1.5×0.6mm，氣流噴嘴(6)的俯視圖截面呈梯形，梯形的底邊長為3mm，進氣管(7)和出氣管(14)兩者氣流噴嘴(6)相距2mm，進氣管(7)和出氣管(14)采用鋁合金材質(zhì)，其內(nèi)外側(cè)面全部進行發(fā)黑磨砂處理；

根據(jù)CCD感光器件(12)成像的色度、亮度、頻譜和細節(jié)分析出霧霾情況，色度基色為綠色時氣流與光束相交區(qū)(5)的氣流是以霾為主，此時亮度越亮，霾濃度越小，亮度越暗，霾濃度越大，色度基色中參有白色時氣流與光束相交區(qū)(5)的氣流是以霧為主，此時亮度越亮，霧濃度越小，亮度越暗，霧濃度越大。

由于采用上述技術方案，本發(fā)明所具有的優(yōu)點和積極效果是：本傳感器具有制作成本較低、測量精度較高、便于攜帶、操作簡單、穩(wěn)定性好和測量速度快等特點，可廣泛應用于大氣環(huán)境測量以及輕工業(yè)生產(chǎn)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明，本發(fā)明有如下2幅附圖：

圖1是本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明主體結(jié)構(gòu)移除白色底板后的俯視圖。

附圖中所標各數(shù)字分別表示如下：

1.固體激光器，2.寬束激光束，3.準直限束光闌，4.狹窄激光束，5.氣流與光束相交區(qū)，6.氣流噴嘴，7.進氣管，8.吸收光闌，9.光陷阱，10.吸光層，11.凸透鏡，12.CCD感光器件，13.遮光罩，14.出氣管，15.白色底板，16.光路。

具體實施方式

1.根據(jù)圖1和圖2，基于CCD感光器件的霧霾濃度傳感器，包括固體激光器(1)、寬束激光束(2)、準直限束光闌(3)、狹窄激光束(4)、氣流與光束相交區(qū)(5)、氣流噴嘴(6)、進氣管(7)、吸收光闌(8)、光陷阱(9)、吸光層(10)、凸透鏡(11)、CCD感光器件(12)、遮光罩(13)、出氣管(14)、白色底板(15)和光路(16)。

2.固體激光器(1)、寬束激光束(2)、準直限束光闌(3)、狹窄激光束(4)、氣流與光束相交區(qū)(5)、吸收光闌(8)、光陷阱(9)和吸光層(10)構(gòu)成光路機構(gòu)，凸透鏡(11)、CCD感光器件(12)、遮光罩(13)和光路(16)構(gòu)成測量機構(gòu)，氣流噴嘴(6)、進氣管(7)和出氣管(14)構(gòu)成霧霾氣流機構(gòu)。

3.固體激光器(1)發(fā)出的寬束激光束(2)前進光路上設有準直限束光闌(3)、氣流與光束相交區(qū)(5)、吸收光闌(8)、光陷阱(9)和吸光層(10)，寬束激光束(2)經(jīng)準直限束光闌(3)后變成狹窄激光束(4)照向氣流與光束相交區(qū)(5)，從氣流與光束相交區(qū)(5)出來的狹窄激光束(4)經(jīng)過吸收光闌(8)后進入光陷阱(9)由吸光層(10)吸收，固體激光器(1)的工作電壓為3V，波長為532nm，綠色，寬束激光束(2)的橫截面為圓形，直徑為1mm，狹窄激光束(4)的橫截面為長方形，長為0.8mm，高為0.6mm，光陷阱(9)內(nèi)部進行發(fā)黑磨砂處理。

4.氣流與光束相交區(qū)(5)位于準直限束光闌(3)和吸收光闌(8)之間正中位置，氣流與光束相交區(qū)(5)上方設有白色底板(15)，下方設有凸透鏡(11)、CCD感光器件(12)和遮光罩(13)，氣流與光束相交區(qū)(5)中的霧霾濃度與粒子經(jīng)凸透鏡(11)聚焦后倒立清晰成像在CCD感光器件(12)上，白色底板(15)模糊倒立成像在CCD感光器件(12)上，遮光罩(13)內(nèi)外側(cè)面全部進行發(fā)黑磨砂處理，遮光罩(13)遮擋和吸收雜散光線。

5.氣流與光束相交區(qū)(5)兩側(cè)設有進氣管(7)和出氣管(14)，進氣管(7)和出氣管(14)靠近氣流與光束相交區(qū)(5)處設有氣流噴嘴(6)，氣流噴嘴(6)的噴口呈長方形，尺寸為1.5×0.6mm，氣流噴嘴(6)的俯視圖截面呈梯形，梯形的底邊長為3mm，進氣管(7)和出氣管(14)兩者氣流 噴嘴(6)相距2mm，進氣管(7)和出氣管(14)采用鋁合金材質(zhì)，其內(nèi)外側(cè)面全部進行發(fā)黑磨砂處理。

6.根據(jù)CCD感光器件(12)成像的色度、亮度、頻譜和細節(jié)分析出霧霾情況，色度基色為綠色時氣流與光束相交區(qū)(5)的氣流是以霾為主，此時亮度越亮，霾濃度越小，亮度越暗，霾濃度越大，色度基色中參有白色時氣流與光束相交區(qū)(5)的氣流是以霧為主，此時亮度越亮，霧濃度越小，亮度越暗，霧濃度越大。