用于标定激光雷达系统的生物气溶胶模拟装置、标定方法与流程
本发明属于气溶胶检测，具体涉及一种用于标定激光雷达系统的生物气溶胶模拟装置、标定方法。
背景技术：
1、在大气对流层有很多粒径介于0.001um—100μm之间的生物粒子，生物气溶胶在日常生活中由于能够吸收较短波长的光，进而能够影响生态平衡。近些年来，国内外很多学者对生物气溶胶领域做出了很多方面的研究，并取得了比较成熟的研究成果，其中利用激光雷达对生物气溶胶进行遥测，并判别其粒子数密度等特性是当今研究热点之一。生物气溶胶在激光的诱导下能够产生荧光，而非生物的气溶胶不能，因此可以通过此方法对气溶胶是否具有生物活性进行区分。但在研究的过程中还是有较多的问题需要进一步研究及探索，如生物粒子浓度如何进行性价比较高的并且易操作的方式进行标定，以及在标定的过程中如何降低环境方面造成的影响等。
2、荧光激光雷达主要是由激光器、望远镜、分光系统、计算机和一些辅助工具所组成，其探测利用的是激光诱导荧光技术和激光雷达技术相结合的技术理论来实现对生物气溶胶的探测分析，紫外激光诱导荧光(uv-lif，ultraviolet laser inducedfluorescence)指的是不管是生物粒子(真菌、病毒)还是非生物粒子(雾霾、灰尘)，其荧光光谱都有着固定的特征形式。对比所采集到的气溶胶的荧光光谱和目前存在的数据进行分析，就能够推断出相关所需要的大气参数和其中生物粒子的种类。生物气溶胶遥测技术目前最有可能实现的就是利用激光诱导荧光雷达技术。
3、近些年，很多国家都展开过用各种策略对粒子数密度进行标定。2019年，印度研制了一台可以检测1公里生物气溶胶粒子的激光雷达系统，该系统通过对色氨酸330-350范围的荧光峰进行探测，在1公里内用9个距离步长利用气溶胶发生器在空气中产生气溶胶粒子进行实验。2020年，以色列研制了一套室外控制测量室，该测量室为1m*1m*1m的腔室，系统比较复杂，成本很高。
技术实现思路
1、有鉴于此，一方面，一些实施例公开了用于标定激光雷达系统的生物气溶胶模拟装置，该装置包括：
2、圆筒形腔体，其两端开口，腔体侧面上设置有通入气溶胶的进气口；
3、气帘组件，设置为在圆筒形腔体两端开口处形成高速气流屏障，高速气流屏障在圆筒形腔体两端口处形成气帘；在气帘和圆筒形腔体壁之间形成用于容纳生物气溶胶的腔室；气帘的尺寸大于圆筒形腔体的两端开口；
4、气帘组件包括：
5、气帘管，水平设置在圆筒形腔体两端上方，气帘管的两端封闭，下侧面设置有规则排列的气孔；
6、高压气源，设置与气帘管连通，用于向气帘管中通入高压气流；
7、其中，生物气溶胶通过进气口进入所述圆筒形腔体后，在圆筒形腔体的侧壁和气帘的限定作用下，在圆筒形腔体内部形成稳定的生物气溶胶。
8、进一步，一些实施例公开的用于标定激光雷达系统的生物气溶胶模拟装置，圆筒形腔体为大口径通风管道。
9、一些实施例公开的用于标定激光雷达系统的生物气溶胶模拟装置，腔体侧面上设置的进气口有两个，分别布设在圆筒形腔体的上侧面和下侧面。
10、一些实施例公开的用于标定激光雷达系统的生物气溶胶模拟装置，还包括工控机，适配设置在生物气溶胶激光雷达系统机柜中，用于控制气帘组件；
11、工控机包括无线通讯部件，用于控制气帘组件的开启。
12、一些实施例公开的用于标定激光雷达系统的生物气溶胶模拟装置，无线通讯部件为远距离无线通讯装置发生器；气帘组件还包括远距离无线通讯装置接收器，用于与远距离无线通讯装置发生器适配通讯。
13、一些实施例公开的用于标定激光雷达系统的生物气溶胶模拟装置，气流屏障的宽度大于圆筒形腔体的开口宽度。
14、一些实施例公开的用于标定激光雷达系统的生物气溶胶模拟装置，气帘与圆筒形腔体两端之间的距离不大于圆筒形腔体直径的十分之一。
15、一些实施例公开的用于标定激光雷达系统的生物气溶胶模拟装置，腔体侧面上设置的两个进气口大小相同。
16、另一方面，一些实施例公开了激光雷达系统的标定方法，利用生物气溶胶模拟装置标定激光雷达系统，具体包括：
17、工控机启动，工控机参数初始化；
18、打开激光器光泵；
19、输入生物气溶胶的实时参数，包括消光系数、后向散射系数；
20、生物气溶胶模拟装置根据参数，发生符合所述实时参数的生物气溶胶；
21、生物气溶胶激光雷达系统测试生物气溶胶，输出测定结果。
22、一些实施例公开的激光雷达系统的标定方法，工控机配置为控制多个生物气溶胶模拟装置，输出多个测定结果。利用不同的生物气溶胶模拟装置可以模拟不同浓度、不同类型、不同距离的气溶胶，利用多个不同的生物气溶胶模拟装置同时对激光雷达系统进行标定，能够提高标定效率。
23、本发明实施例公开的用于标定激光雷达系统的生物气溶胶模拟装置，包括两端开口的圆筒形腔体，腔体侧面上设置有通入气溶胶的进气口；气帘组件，设置为在所述圆筒形腔体两端开口处形成高速气流屏障，所述高速气流屏障在所述圆筒形腔体两端口处形成气帘；位于气帘和圆筒形腔体之间的空腔中，形成密封的腔室，从腔体进气口进入的生物气溶胶能够在该腔室中形成浓度稳定、粒子分布均匀的生物气溶胶，能够用于对激光雷达系统进行准确快速的标定，在激光雷达系统气溶胶测试领域有良好应用前景。
技术特征：
1.用于标定激光雷达系统的生物气溶胶模拟装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于标定激光雷达系统的生物气溶胶模拟装置，其特征在于，所述圆筒形腔体为大口径通风管道。
3.根据权利要求1所述的用于标定激光雷达系统的生物气溶胶模拟装置，其特征在于，腔体侧面上设置的进气口有两个，分别布设在所述圆筒形腔体的上侧面和下侧面。
4.根据权利要求1所述的用于标定激光雷达系统的生物气溶胶模拟装置，其特征在于，还包括工控机，适配设置在生物气溶胶激光雷达系统机柜中，用于控制所述气帘组件；
5.根据权利要求4所述的用于标定激光雷达系统的生物气溶胶模拟装置，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的用于标定激光雷达系统的生物气溶胶模拟装置，其特征在于，所述气流屏障的宽度大于所述圆筒形腔体的开口宽度。
7.根据权利要求1所述的用于标定激光雷达系统的生物气溶胶模拟装置，其特征在于，所述气帘与所述圆筒形腔体两端之间的距离不大于圆筒形腔体直径的十分之一。
8.根据权利要求3所述的用于标定激光雷达系统的生物气溶胶模拟装置，其特征在于，腔体侧面上设置的两个进气口大小相同。
9.激光雷达系统的标定方法，其特征在于，利用权利要求1～8任一项所述的生物气溶胶模拟装置标定激光雷达系统，具体包括：
10.根据权利要求9所述的激光雷达系统的标定方法，其特征在于，工控机配置为控制多个生物气溶胶模拟装置，输出多个测定结果。
技术总结
本发明实施例公开了用于标定激光雷达系统的生物气溶胶模拟装置、标定方法；装置包括：圆筒形腔体，其两端开口，腔体侧面上设置有通入气溶胶的进气口；气帘组件，设置为在所述圆筒形腔体两端开口处形成高速气流屏障，所述高速气流屏障在所述圆筒形腔体两端口处形成气帘。用于标定激光雷达系统的生物气溶胶模拟装置包括两端开口的圆筒形腔体，腔体侧面上设置有通入气溶胶的进气口，在圆筒形腔体的两端开口处设置有气帘，位于气帘和圆筒形腔体之间的空腔中，形成密封的腔室，从腔体进气口进入的气溶胶能够在该腔室中形成浓度稳定、粒子分布均匀的气溶胶，能够用于对激光雷达系统进行准确快速的标定，在激光雷达系统气溶胶测试领域有良好应用前景。
技术研发人员：王强,尚港阳
受保护的技术使用者：北京合鲸科技发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23