申请/专利权人：中国科学院大气物理研究所

申请日：2020-06-09

公开（公告）日：2020-11-24

公开（公告）号：CN111537413B

主分类号：G01N15/06(20060101)

分类号：G01N15/06(20060101);G16C20/20(20190101);G16C20/70(20190101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.11.24#授权;2020.09.08#实质审查的生效;2020.08.14#公开

摘要：本发明提供一种基于单颗粒偏光特性自适应进行沙尘颗粒物定量监测方法，包括：对所有颗粒物进行分档，将同一粒径段的颗粒物归到一档；根据第i个粒径档中每个颗粒物的退偏振比，计算得到第i个粒径档中颗粒物退偏振比的概率密度函数；利用双高斯函数对第i个粒径档中颗粒物退偏振比的概率密度函数进行自适应拟合，得到两个概率密度函数；根据两个高斯模态的概率密度函数的模态均值，判断为非沙尘颗粒或沙尘颗粒；得到PM2.5中沙尘颗粒物质量浓度和PM10中沙尘颗粒物的质量浓度。能够对大气中颗粒物的性质进行定量监测，准确快速的得到PM2.5中沙尘颗粒物质量浓度和PM10中沙尘颗粒物的质量浓度，满足大气环境监测日益精细化的需求。

主权项：1.一种基于单颗粒偏光特性自适应进行沙尘颗粒物定量监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，利用带有偏振光学特性监测功能的光学粒子计数器，对环境大气进行连续采样，采样流量为F立方米小时，实时在线测量样气中每个颗粒物的粒径Dp和退偏振比DR；步骤2，根据采样时间段T内每个颗粒物的粒径Dp，对所有颗粒物进行分档，一共分为Nb档；其中，第i个粒径档的颗粒物个数为Ni，第i个粒径档的颗粒物等效粒径为Dp,i，i∈[1,Nb]；步骤3，根据第i个粒径档中每个颗粒物的退偏振比DR，计算得到基于观测的第i个粒径档中颗粒物退偏振比DR的概率密度函数步骤4，利用双高斯函数对第i个粒径档中颗粒物退偏振比DR的概率密度函数进行自适应拟合，拟合得到概率密度函数其中，概率密度函数由两个高斯模态的概率密度函数组成，分别为第一高斯模态的概率密度函数和第二高斯模态的概率密度函数即： 其中：k＝1,2；Ak为决定高斯模态的概率密度函数幅度的参数；μk为高斯模态的概率密度函数的模态均值；σk为决定高斯模态的概率密度函数方差的参数；x为自变量；步骤5，对于拟合得到的第一高斯模态的概率密度函数和第二高斯模态的概率密度函数采用以下方法，识别出沙尘模态的概率密度函数为和非沙尘模态的概率密度函数为如果第一高斯模态的概率密度函数的模态均值μ10.2，则可以判定第一高斯模态对应的颗粒物为沙尘颗粒，第一高斯模态为沙尘模态，第一高斯模态的概率密度函数为沙尘模态的概率密度函数为而此时第二高斯模态的概率密度函数的模态均值μ20.2，则可以判定第二高斯模态对应的颗粒物为非沙尘颗粒，第二高斯模态为非沙尘模态，第二高斯模态的概率密度函数为非沙尘模态的概率密度函数为同样的：如果第一高斯模态的概率密度函数的模态均值μ10.2，则可以判定第一高斯模态对应的颗粒物为非沙尘颗粒，第一高斯模态为非沙尘模态，第一高斯模态的概率密度函数为非沙尘模态的概率密度函数为而此时第二高斯模态的概率密度函数的模态均值μ20.2，则可以判定第二高斯模态对应的颗粒物为沙尘颗粒，第二高斯模态为沙尘模态，第二高斯模态的概率密度函数为沙尘模态的概率密度函数为即： 其中：AD为决定沙尘模态的概率密度函数幅度的参数；μD为沙尘模态的概率密度函数的模态均值；σD为决定沙尘模态的概率密度函数方差的参数；AND为决定非沙尘模态的概率密度函数幅度的参数；μND为非沙尘模态的概率密度函数的模态均值；σND为决定非沙尘模态的概率密度函数方差的参数；步骤6，对拟合得到并判定为沙尘模态的概率密度函数进行积分，即可得到第i个粒径档的颗粒物中，沙尘颗粒数占第i个粒径档的颗粒物个数的比例步骤7，根据可得到采样时间段T内，第i个粒径档的颗粒物中，沙尘颗粒数再根据采样流量F和采样时间段T，计算得到环境大气中颗粒物粒径为Dp,i的沙尘颗粒物数浓度为步骤8，根据下式计算得到第i个粒径档的沙尘颗粒物质量浓度 其中：ρD为沙尘颗粒的密度；步骤9，重复执行步骤3-步骤8，即可得到每一个粒径档的沙尘颗粒物数浓度和质量浓度进而得到沙尘颗粒物的数浓度粒径谱分布和质量浓度粒径谱分布；步骤10，对所有Dp,i≤2.5μm的粒径档的沙尘颗粒物质量浓度求和，即可得到PM2.5中沙尘颗粒物质量浓度；同理，对所有Dp,i≤10μm的粒径档的沙尘颗粒物质量浓度求和，即可得到PM10中沙尘颗粒物的质量浓度；步骤11，输出在线监测得到的PM2.5中沙尘颗粒物质量浓度和PM10中沙尘颗粒物的质量浓度。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学院大气物理研究所 基于单颗粒偏光特性自适应进行沙尘颗粒物定量监测方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD