【CN110031866A】一种用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置【专利】
激光雷达在大气环境监测中的应用
激光雷达在大气环境监测中的应用随着人类社会的不断发展，大气环境污染问题日益凸显，我们需要通过各种手段进行监测和治理。
而激光雷达便是一种非常重要的手段。
激光雷达可以通过激光束的反射来获取大气环境的各种信息，从而实现对大气环境的快速、准确的监测和评估。
本文将介绍激光雷达在大气环境监测中的应用。
一、激光雷达的基本原理激光雷达利用的是激光束在传播过程中被大气环境中的气体、气溶胶等粒子所散射的原理。
一般来说，激光雷达的发射器会向周围空气发射激光束，激光束会在空气分子、云雾、烟雾、颗粒等大气环境物质中产生多次反射和散射，同时会随着时间的推移和传播距离的增加而逐渐减弱和消失。
激光雷达接收器接收到激光束反射回来的光信号后，便能够根据其强度和时间信息，对大气环境的各种特性进行分析和评估。
二、激光雷达在空气污染监测中的应用1. 大气颗粒物浓度监测激光雷达能够对大气中的颗粒物进行实时检测，而且检测精度高、速度快。
激光雷达可以测量颗粒物的浓度、分布、形态等多个参数，粒径分布范围可以从几纳米到数毫米之间，对于大气污染的监测和评估非常有意义。
例如在城市大气环境污染监测中，可以利用激光雷达对大气重要污染物细颗粒物（PM2.5）的浓度进行实时检测，以判定空气质量是否达到标准和防范污染危害。
2. 大气物理参数监测激光雷达不仅可以检测颗粒物的浓度，其还可以对大气物理参数进行测量。
例如可以通过激光雷达对大气湍流、温度、湿度、风速、风向等参数进行探测，而且精度更高、时间分辨率更短，成为大气物理参数监测的重要手段。
3. 污染源监测利用激光雷达技术，我们可以对城市和大型工业区等区域的大气污染源进行监测。
例如对污染物排放口、烟囱等处进行扫描，利用反射激光辐射被污染物的信息，可以获得直观的污染来源地点和浓度分布信息，从而更好地掌握污染源信息，为治理提供科学依据。
三、激光雷达在应急污染事件监测中的应用中国地大物博，各种应急事件发生的几率不断升高。
环境监测激光雷达在空气污染监测中的应用
环境监测激光雷达在空气污染监测中的应用环境问题一直是我们所关注的焦点，其中尤其是空气污染对人体健康和生态环境的直接影响。
近年来，环境监测激光雷达作为一项新兴技术，为空气污染监测提供了新的解决方案。
激光雷达是一种基于激光技术的远距离测量仪器，它能够高效精准地测量空气中的污染物含量，如颗粒物、气体等。
与传统的空气质量监测方法相比，激光雷达具有测量范围广、实时性强、精度高等优势。
首先，激光雷达可以实时监测空气中的颗粒物浓度。
颗粒物是空气污染中最常见的污染物之一，其对人体健康和环境生态造成的危害不容忽视。
传统的颗粒物监测方法需要收集空气样本后进行实验室分析，而激光雷达可以通过激光束扫描测量空气中颗粒物的浓度，并实时反馈监测结果。
这使得监测人员能够及时了解污染物的浓度变化，从而采取相应的控制措施。
其次，激光雷达还可以监测空气中的气体污染物。
与颗粒物不同，气体污染物通常无法直接通过目测或实验室分析来判断其含量。
激光雷达采用光谱技术，可以通过测量气体分子散射或吸收激光的特征，来确定空气中气体污染物的类型和浓度。
这不仅提高了监测的准确性，也为环境保护部门提供了更多的决策依据。
此外，激光雷达在环境监测中还有着其他的应用。
例如，利用多台激光雷达进行三维扫描，可以实时获取空气污染物的空间分布情况，帮助掌握污染源的位置和范围，从而指导合理的治理措施。
另外，激光雷达还可以结合大数据分析技术，对监测数据进行模型预测和分析，提供更全面、准确的环境污染状况评估。
然而，激光雷达在环境监测中也面临一些挑战。
首先是技术成本和设备的问题。
目前，激光雷达技术的应用仍处于初级阶段，设备价格相对较高，限制了其在广泛应用中的推广。
其次是数据处理和解释的困难。
激光雷达所获得的原始数据需要经过复杂的处理和分析，解释结果并得出准确的结论需要专业的知识和经验。
综上所述，环境监测激光雷达作为一项新兴技术，在空气污染监测中具有广阔的应用前景。
它的高效、精准的特点为我们对空气质量的了解提供了新的途径，为环境保护工作提供了有力的支持。
大气环境遥感监测激光雷达产品技术浅析
大气环境遥感监测激光雷达产品技术浅析一、激光雷达技术原理激光雷达是利用激光发射器发射的激光束对地面或空中目标进行探测，通过接收回波信号，测量其时间延迟和幅度，实现目标距离、高度、速度等参数的获取。
其中，大气环境遥感监测中的激光雷达主要利用了激光束在空气中与大气分子或云粒子相互作用的特点，实现对大气参数的探测和分析。
1.大气污染监测激光雷达可以对大气中的颗粒物进行测量，如PM2.5、PM10等，其在空气中的浓度和分布情况可以通过激光雷达进行实时监测。
同时，激光雷达可以对大气中气体的浓度进行测量，如臭氧、二氧化硫等。
2.大气气溶胶监测大气气溶胶包括云、雨、雾、霾等，在气象卫星观测等方面有着广泛的应用。
而激光雷达可以通过测量光的散射和吸收情况，精确地掌握大气气溶胶的空间分布、浓度变化、物理、化学特性等。
3.大气温湿度探测激光雷达可以通过测量光的折射角度和时间延迟来确定大气中的折射率、温度、湿度等。
利用这些参数，可以对大气的热力结构进行详细分析，为气象预报提供准确数据支持。
三、激光雷达产品技术发展趋势随着科学技术的不断创新和发展，激光雷达产品技术也在不断创新和升级。
未来的发展趋势主要有以下几点：1.提高探测精度和时间分辨率随着科技的不断创新，激光雷达产品技术的探测距离、分辨率以及时间分辨率等指标也将会不断提高。
2.发展小型化、集成化产品随着激光雷达应用范围的不断扩大，相应的需求也越来越多样化。
因此，未来的激光雷达产品将主要围绕小型化、集成化、便携化方向发展。
3.实现数据互通和共享未来的激光雷达产品还需要实现数据互通和共享，即各种监测设备都能够有效连接起来，实现远程监测和数据存储共享，从而更好地支持决策和应急响应需求。
总之，激光雷达在大气环境遥感监测方面具有很大的应用前景。
未来，在科技的推波助澜下，激光雷达产品技术的不断创新和发展将为大气环境遥感监测提供更精准、更可靠的数据支持。
城市空气质量激光雷达在大气污染监测与治理中的应用
城市空气质量激光雷达在大气污染监测与治理中的应用随着城市化的快速发展，城市空气质量成为人们关注的热点问题之一。
大气污染对人体健康和环境造成了巨大影响，因此，如何监测和治理城市的大气污染成为了一项紧迫的任务。
在这个背景下，城市空气质量激光雷达逐渐成为了大气污染监测与治理的重要工具。
城市空气质量激光雷达是一种基于激光技术的高精度仪器，可以通过测量空气中微小颗粒物的浓度和分布情况来评估空气质量。
它采用激光束透过空气中的微小颗粒物，通过测量激光在颗粒物中的散射、吸收等信息，进而获得颗粒物的浓度和尺寸分布。
激光雷达在大气污染监测中的优势在于它能够实时高精度地获取大范围内的颗粒物数据，且对不同类型的颗粒物具有较好的分辨能力。
首先，城市空气质量激光雷达可以广泛应用于大气颗粒物的监测。
颗粒物是大气污染的重要组成部分，不同尺寸的颗粒物对人体健康和环境影响差异很大。
利用激光雷达可以实时监测不同尺寸范围内的颗粒物浓度和分布情况，从而更加全面地了解大气中颗粒物的来源和演化过程。
这有助于科学家和政府制定出更精准的大气污染控制措施。
其次，城市空气质量激光雷达在大气污染治理中发挥了重要作用。
通过实时监测颗粒物的浓度和分布情况，可以及时掌握城市的空气质量状况。
当出现大气污染事件时，激光雷达可以帮助政府和相关部门迅速采取应对措施，减少对居民和环境的不利影响。
例如，在雾霾天气中，激光雷达可以精确测量PM2.5的浓度，为政府制定相应的空气污染防治措施提供科学依据。
此外，城市空气质量激光雷达还可以用于大气污染的源解析。
颗粒物的化学组成和来源与其对人体健康和环境的影响密切相关。
通过分析不同颗粒物的散射和吸收特性，激光雷达可以识别不同来源的颗粒物，如工业排放、交通尾气等。
这有助于科学家和政府了解不同污染源对大气质量的贡献，从而有针对性地制定相应的治理策略。
然而，城市空气质量激光雷达也存在一些挑战和限制。
首先，由于激光束的限制，在城市复杂的建筑物和地形条件下，激光雷达的测量结果可能受到干扰。
环境保护激光雷达在空气质量监测中的应用
环境保护激光雷达在空气质量监测中的应用在当今社会，环境保护已成为全球共同关注的重要议题。
空气污染是其中一个严重的问题，对人们的健康和生活产生了巨大影响。
为了更好地监测和改善空气质量，激光雷达技术被广泛应用于环境保护领域。
激光雷达技术是一种使用激光束进行远程测距和探测目标的技术。
它具有高精度、高分辨率、无接触式测量等优点，因此在环境保护中得到了广泛应用。
对于空气质量监测而言，激光雷达可以快速准确地测量大气中的颗粒物浓度和分布情况，为相关决策提供重要的数据支持。
事实上，激光雷达技术已经在空气质量监测领域得到了广泛运用。
通过发射激光束并接收散射回来的光信号，激光雷达可以实时监测气溶胶（包括PM2.5和PM10等）的浓度和分布情况。
传统的空气质量监测方法需要采集大量样本进行化学分析，费时费力。
而激光雷达可以实时监测，并提供更全面的数据，大大提高了监测效率。
除了浓度和分布情况，激光雷达还可以通过测量颗粒物的大小和形状来对空气质量进行评估。
不同大小和形状的颗粒物对人体健康的影响不同。
通过激光雷达技术，可以更准确地了解颗粒物的特征，为制定相关环保政策提供科学依据。
在城市规划和交通管理中，激光雷达也可以帮助识别与交通污染和工业排放有关的颗粒物，为采取相应的改善措施提供支持。
然而，激光雷达技术在空气质量监测中还存在一些挑战。
首先，激光雷达的成本较高，需要专业的设备和技术支持。
此外，激光雷达对气象条件和大气环境的稳定性要求较高，这对于实际应用带来了一定的限制。
这些挑战需要进一步的研究和技术创新来解决。
尽管面临挑战，激光雷达技术在空气质量监测中的应用前景依然广阔。
随着技术的不断进步和成本的降低，激光雷达将成为环境保护领域的重要工具。
通过激光雷达技术，我们可以更加全面、准确地了解空气质量状况，为制定和实施环境保护政策提供科学依据，同时也为人们提供更健康、舒适的生活环境。
总之，激光雷达技术在空气质量监测中的应用是环境保护领域的重要进展。
大气环境遥感监测激光雷达产品技术浅析
大气环境遥感监测激光雷达产品技术浅析
大气环境的遥感监测是指利用遥感技术对大气中的气候、气象、空气质量等相关参数
进行观测和分析。
激光雷达是一种常用的遥感监测技术，具有很高的精确度和灵敏度，能
够实时获取大气环境的参数信息。
激光雷达技术基本原理是利用激光束与大气中的粒子发生散射，通过接收和解析散射
光信号来获取大气中的粒子浓度、粒径分布等参数。
激光雷达发射的激光束经过大气中的
散射、吸收、透射等作用后，经过接收器接收到返回的散射光信号。
通过对接收到的散射
光信号进行解析和处理，可以得到大气中颗粒物的浓度信息。
激光雷达具有高分辨率和高灵敏度的特点，能够对大气中的颗粒物进行精确测量。
激
光雷达发射的激光束具有较小的光斑直径，可以实现对大气中小尺度的颗粒物进行高精度
的测量。
激光雷达对大气中的颗粒物有较高的检测灵敏度，可以检测到低浓度的颗粒物，
有效地监测大气环境的变化。
激光雷达可以实时监测大气中的颗粒物浓度和粒径分布。
激光雷达的工作原理可以实
现对大气中颗粒物的实时监测，能够及时获取大气环境的变化情况。
通过连续监测和分析，可以获取大气中颗粒物的浓度变化趋势以及粒径分布情况，为环境监测和预警提供重要的
依据。
激光雷达技术在大气环境遥感监测中有广泛的应用。
激光雷达可以用于空气质量监测、气象预测、污染源识别等方面。
通过对大气中颗粒物的浓度和分布进行监测，可以了解大
气污染的程度和来源，为环境保护和污染治理提供技术支持。
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910287328.9
(22)申请日 2019.04.11
(71)申请人 陈科
地址 510000 广东省广州市荔湾区龙溪蟠
龙村21号
(72)发明人 陈科
(51)Int.Cl.
G01S 17/95(2006.01)
G01S 7/481(2006.01)
G01N 21/27(2006.01)
(54)发明名称一种用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置(57)摘要本发明涉及一种用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置，包括激光室、传输室、接收室和压缩机构，激光室内设有激光器和降温机构，接收室内设有接收器，压缩机构包括压缩板、气管和升降组件，升降组件包括顶板、滑板、升降单元、固定单元和两个支撑单元，降温机构包括水箱、密封板、水泵、降温管、喷管、若干喷头和若干散热片，该用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置通过压缩机构对传输室内的空气进行压缩，增大了污染物气体的浓度和激光的衰减程度，提高了设备检测的灵敏度，不仅如此，通过降温机构对激光器进行持续吸热降温，使得激光器在低温状态下能够更稳定的输出，有利于设备的精确测量，
提高了该设备的实用性。
权利要求书2页 说明书5页 附图4页CN 110031866 A 2019.07.19
C N 110031866
A
权 利 要 求 书1/2页CN 110031866 A
1.一种用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置，其特征在于，包括激光室(1)、传输室(2)、接收室(3)、控制器(4)和压缩机构，所述传输室(2)固定在激光室(1)和接收室(3)之间，所述传输室(2)的两侧的内壁上均设有开口，所述开口内设有滤镜(5)，所述激光室(1)内设有激光器(6)和降温机构，所述接收室(3)内设有接收器(29)，所述控制器(4)固定在接收室(3)上，所述控制器(4)内设有PLC，所述激光器(6)和接收器(29)均与PLC 电连接；
所述压缩机构包括压缩板(7)、气管(8)和升降组件，所述压缩板(7)的外周与传输室(2)的内壁密封连接，所述升降组件位于压缩板(7)的上方，所述气管(8)通过压缩板(7)与传输室(2)连通，所述气管(8)内设有阀门，所述阀门与PLC电连接，所述升降组件包括顶板(9)、滑板(10)、升降单元、固定单元和两个支撑单元，所述顶板(9)的两端分别通过两个支撑单元设置在激光室(1)的上方和接收室(3)的上方，所述滑板(10)位于两个支撑单元之间，所述升降单元与压缩板(7)传动连接，所述阀门与PLC电连接，所述固定单元位于顶板(9)的上方；
所述降温机构包括水箱(11)、密封板(12)、水泵(13)、降温管(14)、喷管(15)、若干喷头(16)和若干散热片(17)，所述密封板(12)的外周固定在激光室(1)的内壁上，所述水箱(11)固定在密封板(12)的下方，所述降温管(14)的一端与水箱(11)的底部连通，所述降温管(14)的另一端穿过密封板(12)与水泵(13)连通，所述降温管(14)缠绕在激光器(6)上，所述降温管(14)沿着激光器(6)的轴线螺旋分布，所述喷管(15)位于密封板(12)的上方，所述喷管(15)与水泵(13)连通，所述密封板(12)上设有若干开孔，所述开孔位于水箱(11)的正上方，所述散热片(17)固定在密封板(12)的上方，所述激光室(1)的上方设有注水口，所述水泵(13)与PLC电连接。
2.如权利要求1所述的用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置，其特征在于，所述升降单元包括电机(18)、丝杆(19)和套管(20)，所述电机(18)固定在滑板(10)的上方，所述电机(18)与丝杆(19)的顶端传动连接，所述电机(18)与PLC电连接，所述丝杆(19)的底端设置在套管(20)内，所述套管(20)的与丝杆(19)的连接处设有与丝杆(19)匹配的螺纹，所述套管(20)固定在压缩板(7)的上方。
3.如权利要求2所述的用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置，其特征在于，所述电机(18)为直流伺服电机。
4.如权利要求1所述的用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置，其特征在于，所述支撑单元包括竖板(21)、滑轨(22)和滑环(23)，两个支撑单元中的竖板(21)分别固定在激光室(1)的上方和接收室(3)的上方，所述竖板(21)固定在顶板(9)的下方，所述滑轨(22)的形状为U形，所述滑轨(22)的两端固定在竖板(21)上，所述滑环(23)套设在滑轨(22)上，所述滑环(23)与滑板(10)固定连接。
5.如权利要求1所述的用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置，其特征在于，所述滑板(10)的下方设有距离传感器(24)，所述距离传感器(24)与PLC电连接。
6.如权利要求1所述的用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置，其特征在于，所述传输室(2)内的顶部设有接触开关(25)，所述接触开关(25)与PLC电连接。
7.如权利要求1所述的用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置，其特征在于，所述散热片(17)的竖向截面的形状为波浪形。
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