华中科技大学林梦雪获国家专利权
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龙图腾网获悉华中科技大学申请的专利一种气溶胶分布空间场测量方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121007817B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511539412.7,技术领域涉及:G01N15/0205;该发明授权一种气溶胶分布空间场测量方法及系统是由林梦雪;陈磊设计研发完成,并于2025-10-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种气溶胶分布空间场测量方法及系统在说明书摘要公布了:本发明属于光学测量相关技术领域,具体涉及一种气溶胶分布空间场测量方法及系统,包括:将测量区域所内切的方形区域划分为若干个方格,每个方格内的气溶胶浓度为、粒度分布函数为;在测量区域边界或边界以外的区域分布式设置多个激光器,多个激光器的朝向满足:各激光器光束所指向的方格组合不同,所有方格组合覆盖整个测量区域;依次开启各激光器,每开启一个激光器,通过分布式设置在测量区域边界或边界以外区域的多个光电转换器件分别接收散射光强,基于每个方格的气溶胶颗粒群散射光强构建每个光电转换器件所接收散射光强的公式;通过求解方程组的方式得到每个方格的和。本发明可实现对于不可忽略测量区域面积内的气溶胶分布空间场重建。
本发明授权一种气溶胶分布空间场测量方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种气溶胶分布空间场测量方法,其特征在于,包括: 将测量区域所内切的方形区域划分为若干个方格,每个方格内的气溶胶浓度为、粒度分布函数为; 在测量区域边界和或边界以外的区域分布式设置多个激光器,且多个激光器的朝向满足:各激光器光束所指向的方格组合不同,所有方格组合覆盖整个测量区域; 依次开启各激光器,每开启一个激光器,通过分布式设置在测量区域边界和或边界以外区域的多个光电转换器件分别接收散射光强,其中,每个光电转换器件所接收的散射光强为当前激光器光束所穿过的各方格的气溶胶颗粒群散射光强的总和; 将每个方格的气溶胶颗粒群散射光强表示为:将方格内单颗粒散射光强乘以后对不同粒径颗粒散射光强进行求和运算,并将求和运算结果与相乘;基于每个方格的气溶胶颗粒群散射光强构建每个光电转换器件所接收散射光强的公式;通过求解方程组的方式,得到每个方格的和,完成气溶胶分布空间场测量; 其中,激光器和光电转换器件的数量和光路布置是通过机器学习算法迭代优化得到,在保证每个小格子有激光束穿过的前提下,通过减少激光器和光电转换器的数量来简化测量系统的设计;光电转换器件的散射光强接收角度为空间角,即激光器和光电转换在或者不在同一水平面; 每个光电转换器件所接收散射光强的公式为: 式中,表示该光电转换器接收到的第个方格的颗粒群散射光强,为第个方格中气溶胶的浓度,为该光电转换器接收到的第个方格中在下无因次粒径为、折射率为的气溶胶单颗粒的散射光强,表示该光电转换器接收第k个方格的散射光的接收角度,,为激光束的波长,表示单颗粒粒径; 粒度分布函数为对数正态分布模型; 当有n个光电转换器时,n个光电转换器所接收散射光强写成如下矩阵方程的形式: 当有M个激光器时,得到M个矩阵方程,通过求解这些方程即可得到每个小方格中的气溶胶浓度和粒度分布,进而得到气溶胶的浓度及粒度分布场; 单个激光器能够发射多种波长的激光束,不同激光器所发光束的波长不同,每个激光器所发光束的波长位于450-1550nm范围。
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