“現在大家都很關注霧霾天氣，手機上也可以隨時查詢城市的PM2.5數值。我最早看見手機上顯示PM2.5數值的時候就在思考，城市這么大，不可能每個區域的PM2.5數值都是一樣的，這個數據肯定是變化的。就想著用專業知識發明一種可以實時監測大氣污染物的儀器，經過近兩年努力，終于發明成功了，儀器還獲得了陜西省大學生課外學術科技作品大賽一等獎。”近日，拿到獲獎證書的西安理工大研究生代晨昱和同學們高興地說。
打破傳統 將激光遙感技術應用到霧霾監測領域
代晨昱和同學發明的便攜式霧霾空間分布激光探測儀，打破了傳統環保部門測量大氣污染物的方法，將激光遙感技術應用到了霧霾監測領域。小代表示，目前相關部門監測大氣污染物主要采用的是直接稱重、多點監測、人工取樣等方法，上述方法都僅是單點測量。例如直接稱重法，是抽取等量空氣將污染物停留在過濾膜上，直接稱其重量，計算單位體積中的污染物濃度。而多點監測需要架設許多儀器，不僅耗時耗力，還不具有實時性。因為大氣是流動的，往往當工作人員把儀器上的數據整理出來時，污染源的位置、霧霾污染的空間分布等已經發生了變化。
實時監測污染物傳播途徑
這款便攜式霧霾空間分布激光探測儀，相較于單點測量，擴大了探測范圍，還可對污染源的位置、污染程度、污染物的擴散方式及傳播途徑進行實時監測，繼而對霧霾污染的出現提前預警，使有關部門前移工作關口，采取應對措施緩解污染問題。
探測儀整體系統主要由激光發射系統、光學接收系統、光電探測系統、數據采集處理系統及三維掃描控制系統五部分組成。小代說：“這套系統主要運用了光散射和光測距兩大原理。由激光發射系統發出脈沖激光進入大氣，激光與大氣中的霧霾顆粒發生散射后，由光學接收系統接收后向散射回波信號，再由光電探測系統將光信號轉換為電信號，最后由數據采集處理系統利用模擬探測方式完成數據采集與處理。”
6臺儀器便可覆蓋探測整個市區
這種儀器彌補了現有霧霾探測儀無法進行大面積探測的缺陷，大大拓展了探測距離。這款儀器的夜間探測距離為10-20 km，白天探測距離為5-8km。“咱們西安市城區面積約為860余平方公里，假如以8km為探測半徑，我們實驗表明，4-6臺探測儀就可以實現整個西安市區的覆蓋探測，非常方便有效。”代晨昱說。
小代介紹說，他們設計的這款儀器可以與現有的顆粒物監測儀器設備配合工作，不僅可以彌補現有儀器的缺陷，配合工作后測試出來的結果精度更高。他們也期待可以和有關單位部門、企業合作，為治污減霾貢獻出自己的一份力量。
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