本发明属于气体检测领域，具体涉及一种气体检测装置，尤其是一种大气污染物检测装置及检测方法。装置包括激光发射模块、入射光路、检测模块、出射光路、激光接收模块、控制单片机、计算机、云服务器；本发明采用将待检测大气转换成标准室温，标准大气压下，经过干燥的方式进行检测，这种检测方式避免了不同的温度、湿度、气压对红外吸收检测时的误差，不必进行修正，结果更加准确。将计算后的得到的标准状态下的污染物浓度折算成当时状态下的大气中污染物的浓度，可以与云端数据进行比较。
1.一种大气污染物检测装置，其特征在于包括激光发射模块（1）、入射光路（2）、检测模块（3）、出射光路（4）、激光接收模块（5）、控制单片机（6）、计算机（7）、云服务器（8）；
激光发射模块（1）包括：调制信号发生器（101）、波长扫描信号发生器（102）、电流控制器（103）、温度控制器（104）、激光器（105）、激光能量检测器；
入射光路（2）和出射光路（4）由光纤构成；入射光路（2）一端连接激光发射模块（1），一端连接检测模块（3）；出射光路（4）一端连接激光接收模块（5），一端连接检测模块（3）；
激光发射模块（1）、检测模块（3）、激光接收模块（5）分别与控制单片机（6）连接，控制单片机（6）连接计算机（7），计算机（7）与云服务器（8）远程通信；
控制单片机（6）设置有时序电路，可控制激光发射模块（1）发射激光与激光接收模块（5）接收信号的时间差；控制单片机（6）负责按照计算机（7）输出的检测参数控制激光发射模块（1）发射激光、激光接收模块（5）接收激光、检测模块（3）运行检测步骤，并将激光接收模块（5）的接收数据传送至计算机（7）；
计算机（7）设置有GPS模块和传感器模块，可以进行定位和通过传感器模块获取当前位置的温度、湿度和气压数据；计算机（7）可以从云服务器（8）上下载计算机（7）所在位置的温度，湿度，气压和已有的污染物浓度数据；计算机（7）根据检测参数以及控制单片机（6）上传的数据进行计算，得到大气污染物的检测结果，并上传至云服务器（8）；
计算机（7）具有显示模块，显示模块可以将从云服务器（8）下载的温度、湿度、气压、污染物浓度数据和传感器模块获取的温度、湿度、气压、计算机（7）自身计算得到的污染物浓度数据对比显示；
检测模块（3）包括标准气瓶（301）、进气管路（302）、可调长光程池（303）、出气管路（304）、光程池控制器（305）；
可调长光程池（303）包括：光程池柱形壳体（3031）、左反射镜（3032）、右反射镜（3033）、传感器组（3034）；左反射镜（3032）固定安装在光程池柱形壳体（3031）的左端，且密封连接，所述左反射镜（3032）上设置有入射光口（3035）和出射光口（3036），所述入射光口（3035）和出射光口（3036）分别与入射光路（2）与出射光路（4）连接；所述右反射镜（3033）滑动连接在光程池柱形壳体（3031）的右侧，所述右反射镜（3033）背面设置有液压推拉杆（3037），液压推拉杆（3037）的另一端连接在光程池柱形壳体（3031）的右端，通过液压推拉杆（3037）的伸缩可以带动右反射镜（3033）在光程池柱形壳体（3031）内来回滑动，改变光程池的体积；所述右反射镜（3033）与光程池柱形壳体（3031）的连接为密封滑动连接；所述右反射镜（3033）上设置有测距发射头（3038）和测距接收头（3039），测距发射头（3038）和测距接收头（3039）在右反射镜（3033）上的安装位置与入射光口（3035）和出射光口（3036）在左反射镜（3032）上的安装位置相对应，使得从入射光口（3035）入射至出射光口（3036）出射光的光程与测距发射头（3038）发射至测距接收头（3039）的光程相等；
所述传感器组（3034）设置于光程池柱形壳体（3031）内的左反射镜（3032）与右反射镜（3033）之间，且镶嵌在光程池柱形壳体（3031）的内壁上，所述传感器组（3034）具有温度传感器、湿度传感器、气压传感器；所述光程池柱形壳体（3031）具有加热装置和风冷装置，所述进气单项阀之后设置有干燥过滤膜；
所述光程池柱形壳体（3031）内位于左反射镜（3032）与右反射镜（3033）之间还设置有进气口（30310）和出气口（30311），进气口（30310）设置于光程池柱形壳体（3031）的底面，出气口（30311）设置于光程池柱形壳体（3031）的顶面；所述进气管路（302）与进气口（30310）连接，所述出气管路（304）与出气口（30311）连接；
所述进气管路（302）包括可控三通阀门（3021），可控三通阀门（3021）的三个连接口分别连接标准气瓶连接管路（3022）、空气连接管路（3023）、检测池连接管路（3024）的一端；标准气瓶连接管路（3022）的另一端连接标准气瓶（301），空气连接管路（3023）的另一端向大气敞开，检测池连接管路（3024）的另一端连接可调长光程池（303）的下端的进气口（30310）；所述检测池连接管路（3024）设置有进气单向阀（3025），仅允许气流从三通阀流向可调长光程池（303），所述进气单向阀（3025）可以封闭；
所述出气管路（304）一端连接可调长光程池（303）的出气口（30311），另一端连接抽气泵（3041）；出气管路（304）上设置有出气单向阀（3042），仅允许气流从可调长光程池（303）流向抽气泵（3041），所述出气单向阀（3042）可以封闭；
所述可控三通阀门（3021）、进气单向阀（3025）、出气单向阀（3042）、抽气泵（3041）、传感器组（3034）、液压推拉杆（3037）、测距发射头（3038）和测距接收头（3039）与光程池控制器（305）电连接。
2.一种利用权利要求1所述的检测装置进行大气污染物检测的方法，包括如下步骤：
1）计算机（7）连接通过GPS进行定位，并通过云服务器（8）获取当前位置的温度、湿度、气压、污染物浓度数据；
2）计算机（7）向控制单片机（6）发送启动监测命令，控制单片机（6）控制激光发射模块（1）发射激光、激光接收模块（5）接收激光、检测模块（3）进行污染物浓度数据的检测，控制单片机（6）获取激光接收模块（5）的数据并传送至计算机（7），计算机（7）根据检测参数以及控制单片机（6）上传的数据进行计算，得到大气污染物的检测结果；
3）计算机（7）将检测结果连同GPS的定位数据、传感器模块获取的温度、湿度、气压一同上传至云服务器（8）；
4）计算机（7）在显示模块将从云服务器（8）下载的温度、湿度、气压、污染物浓度数据和传感器模块获取的温度、湿度、气压、计算机（7）自身计算得到的污染物浓度数据对比显示，其中显示的污染物浓度是将计算得到的污染物浓度数据转换成外界环境的污染物浓度数据。
3.根据权利要求2所述的一种进行大气污染物检测的方法，所述步骤2）具体为：
2-1）计算机（7）向控制单片机（6）发送检测波长；
2-2）控制单片机（6）根据检测波长确定激光发射模块（1）和激光接收模块（5）的工作参数，所述工作参数包括调制信号发生器（101）、波长扫描信号发生器（102）、电流控制器（103）、温度控制器（104）的工作参数和分光仪（501）的工作参数；
2-3）控制单片机（6）控制检测模块（3）进行标准气体检测，并将激光接收模块（5）的标准气体的检测数据传送至计算机（7），与计算机（7）中存储的标准气体数据对比，如果标准气体的检测数据小于计算机（7）中存储标准气体数据的99%或大于计算机（7）中存储标准气体数据的101%，则计算机（7）进行报错，通知测试人进行设备检修；
2-4）控制单片机（6）控制检测模块（3）进行大气污染物检测，控制单片机（6）获取激光接收模块（5）的数据并传送至计算机（7），计算机（7）根据检测参数以及控制单片机（6）上传的数据进行计算，得到大气污染物的检测结果。
4.根据权利要求3所述的一种进行大气污染物检测的方法，所述步骤2-3）具体为：
2-3-1）光程池控制器（305）控制进气单向阀（3025）关闭，出气单向阀（3042）打开，抽气泵（3041）打开，液压推拉杆（3037）伸至最长使得光程池内体积最小，气压传感器实时监测光程池内的气压；
2-3-2）当光程池内气压小于0.001大气压时，光程池控制器（305）控制抽气泵（3041）关闭，出气单向阀（3042）关闭，液压推拉杆（3037）收缩至其可移动距离的一半；
2-3-3）光程池控制器（305）控制进气单向阀（3025）打开，可控三通阀门（3021）连通光程池和标准气瓶（301），标准气体进入光程池，气压传感器实时监测光程池内的气压；
2-3-4）当光程池内的气压为1大气压时，光程池控制器（305）控制进气单向阀（3025）关闭，光程池控制器（305）控制温度传感器和湿度传感器获取光程池内的温度和湿度，通过加热装置和风冷装置控制光程池内的气温为25℃，并等待湿度传感器的检测湿度为0；
2-3-5）光程池控制器（305）控制液压推拉杆（3037）进行伸缩，调节光程池内的气压为1大气压；
2-3-6）光程池控制器（305）控制测距发射机和测距接收器测定光程池内的光程；
2-3-7）控制单片机（6）控制激光发射机发射激光，并控制激光接收器接收激光信号，并进行分光；
2-3-8）控制单片机（6）将激光接收器的接收信号以及光程池内的光程发送至计算机（7）；
2-3-9）计算机（7）根据A=lg(1/T)=Kbc计算浓度c，并将c与计算机（7）存储的标准气体中所测量成分的浓度进行对比，其中：A为吸光度，T为透射比，是出射光强度I比入射光强度I0；K为摩尔吸收系数，它与吸收物质的性质及入射光的波长有关的常数；c为吸光物质的浓度，b为吸收层厚度即测量的光程，其中I0为分光仪（501）获得的光强，I为已知量，K、b也是已知量；
2-3-10）如果标准气体的检测数据小于计算机（7）中存储标准气体数据的99%或大于计算机（7）中存储标准气体数据的101%，则计算机（7）进行报错，通知测试人进行设备检修。
5.根据权利要求4所述的一种进行大气污染物检测的方法，所述步骤2-4）具体为：
2-4-1）光程池控制器（305）控制进气单向阀（3025）关闭，出气单向阀（3042）打开，抽气泵（3041）打开，液压推拉杆（3037）伸至最长使得光程池内体积最小，气压传感器实时监测光程池内的气压；
2-4-2）当光程池内气压小于0.001大气压时，光程池控制器（305）控制抽气泵（3041）关闭，出气单向阀（3042）关闭，液压推拉杆（3037）收缩至其可移动距离的一半；
2-4-3）光程池控制器（305）控制进气单向阀（3025）打开，可控三通阀门（3021）连通光程池和大气，大气进入光程池，气压传感器实时监测光程池内的气压；
2-4-4）当光程池内的气压为0.9大气压时，光程池控制器（305）控制进气单向阀（3025）关闭，光程池控制器（305）控制温度传感器和湿度传感器获取光程池内的温度和湿度，通过加热装置和风冷装置控制光程池内的气温为25℃，并等待湿度传感器的检测湿度为0；
2-4-5）光程池控制器（305）控制液压推拉杆（3037）进行伸缩，调节光程池内的气压为1大气压；
2-4-6）光程池控制器（305）控制测距发射机和测距接收器测定光程池内的光程；
2-4-7）控制单片机（6）控制激光发射机发射激光，并控制激光接收器接收激光信号，并进行分光；
2-4-8）控制单片机（6）将激光接收器的接收信号以及光程池内的光程发送至计算机（7）；
2-4-9）计算机（7）根据A=lg(1/T)=Kbc计算待测成分浓度，其中：A为吸光度，T为透射比，是出射光强度I比入射光强度I0；K为摩尔吸收系数，它与吸收物质的性质及入射光的波长有关的常数；c为吸光物质的浓度，b为吸收层厚度即测量的光程，其中I为分光仪（501）获得的光强，I0为已知量，K、b也是已知量。
6.根据权利要求5所述的一种进行大气污染物检测的方法，其特征在于，所述将计算得到的污染物浓度数据转换成外界环境的污染物浓度数据的公式为：其中，N外是外界实际的污染物浓度，N内是计算机（7）得到的光程池内的污染物浓度，P实是外界实际的气压，T标是25℃的绝对温度298.15K，P标标准大气压，T实是外界实际温度的绝对温度。
大气污染物检测装置及检测方法
技术领域
[0001] 本发明属于气体检测领域，具体涉及一种气体检测装置，尤其是一种大气污染物检测装置及检测方法。技术背景
[0002] 大气污染物，指由于人类活动或自然过程排入大气的并对人和环境产生有害影响的那些物质。在干洁的大气中，恒量气体的组成是微不足道的。但是在一定范围的大气中，出现了原来没有的微量物质，其数量和持续时间，都有可能对人、动物、植物及物品、材料产生不利影响和危害。当大气中污染物质的浓度达到有害程度，以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人或物造成危害的现象叫做大气污染。
[0003] 大气污染物主要可以分为两类，即天然污染物和人为污染物，引起公害的往往是人为污染物，它们主要来源于燃料燃烧和大规模的工矿企业。颗粒物：指大气中液体、固体状物质，又称尘，例如pm2.5。硫氧化物：是硫的氧化物的总称，包括二氧化硫，三氧化硫，三氧化二硫，一氧化硫等。碳的氧化物：主要是一氧化碳。氮氧化物：是氮的氧化物的总称，包括氧化亚氮，一氧化氮，二氧化氮，三氧化二氮等。碳氢化合物：是以碳元素和氢元素形成的化合物，如甲烷、乙烷等烃类气体。其它有害物质：如重金属类，含氟气体，含氯气体等等。
[0004] 目前针对大气污染物的检测主要采用可调谐半导体激光技术，可调谐半导体激光器的技术日益成熟，其在光通信网络的应用逐渐增加。但是目前的可调谐半导体激光技术检测大气污染物还存在一些不足，例如：
[0005] 申请号2017103299038的专利申请，采用TDLAS技术进行实时CO浓度的检测，采用修正公式修正CO的检测结果，提高了CO浓度的检测准确性，但是仅采用修正公式难以满足不同气体对检测的影响，修正公式不能针对外界情况进行实时调节，修正结果还是存在一定偏差。
[0006] 申请号201710435871X的专利申请，采用并联双气室的方法，消除TDLAS检测的温度漂移，但是其采用的设备结构复杂，需要设计两个完全相同的气室，而且其气室是固定的结构，不能够调节，难以适应不用气压下的检测。
[0007] 申请号201620410262X的专利申请，采用TDLAS方法检测多种气体成分，其采用不同气体气室的方式进行标准气体的检测，从而实现多种气体浓度的检测。但是其在进行不同气体的检测时需要将不同气室进行更换，难以同时检测多种气体，且单一成分的气体吸收峰与实际气体一般存在影响，这种校准存在误差。
[0008] 申请号2015106513566的专利申请，设计了一种长光程的吸收池，其吸收池采用螺旋形结构，缩小了吸收池的体积，提高了检测的精度，但是其吸收池的曲面加工非常困难，且其光程固定，难以调节，不能针对不同浓度的气体进行调节。
[0009] 综上所述，现有技术的检测装置和检测方式难以克服温度、湿度、气压对检测结果的影响，单一的检测装置难以适用于多种气体的检测，除此之外还存在结构复杂，设备功能单一，没有采用智能技术等。
发明内容
[0010] 本发明克服以上缺陷，设计了一种大气污染物检测装置。
[0011] 根据温度与大气压的关系，假设温度没有变化，气体进入检测腔后气压从P实改变到P标，由于这种变化是由于体积变化引起的，所以检测腔内的气体浓度N内/N外=P标/P实，即N外=N内×P实/P标。在此基础上由于内外的温度也有变化，当温度从T实变化到T标时，假设体积不变，则P内/P外=T标/T实，即P内=P外×T标/T实。也就是说检测腔内的气压由于温度的变化而变化了T标/T实，这部分气压的变化对于浓度是没有影响的，因此需要在处理时，将这部分变化去除，也就是说，实际的N外=N内×P实×T标/(P标×T实)。因此，当检测腔内的温度和气压变化时，检测到实际内部的气体浓度后，可以利用N外=N内×P实×T标/(P标×T实)计算得到实际外界环境的气体浓度。
[0012] 本发明基于以上原理设计了一种大气污染物检测装置，包括激光发射模块、入射光路、检测模块、出射光路、激光接收模块、控制单片机、计算机、云服务器；所述云服务器与互联网连接，云服务器中存储有各个位置的温度、湿度、气压、不同污染物气体的浓度数据。
[0013] 激光发射模块包括：调制信号发生器、波长扫描信号发生器、电流控制器、温度控制器、激光器、激光能量检测器；
[0014] 入射光路和出射光路由光纤构成；入射光路一端连接激光发射模块，一端连接检测模块；出射光路一端连接激光接收模块，一端连接检测模块；
[0015] 激光接收模块包括分光仪；
[0016] 激光发射模块、检测模块、激光接收模块分别与控制单片机连接，控制单片机连接计算机，计算机与云服务器远程通信；
[0017] 控制单片机设置有时序电路，可控制激光发射模块发射激光与激光接收模块接收信号的时间差；控制单片机负责按照计算机输出的检测参数控制激光发射模块发射激光、激光接收模块接收激光、检测模块运行检测步骤，并将激光接收模块的接收数据传送至计算机。
[0018] 计算机设置有GPS模块和传感器模块，可以进行定位和通过传感器模块获取当前位置的温度、湿度和气压数据；计算机可以从云服务器上下载计算机所在位置的温度，湿度，气压和已有的污染物浓度数据；计算机根据检测参数以及控制单片机上传的数据进行计算，得到大气污染物的检测结果，并上传至云服务器；
[0019] 计算机具有显示模块，显示模块可以将从云服务器下载的温度、湿度、气压、污染物浓度数据和传感器模块获取的温度、湿度、气压、计算机自身计算得到的污染物浓度数据对比显示；
[0020] 检测模块包括标准气瓶、进气管路、可调长光程池、出气管路、光程池控制器；所述标准气瓶中装有含有已知浓度的多种大气污染物的标准大气混合气体。
[0021] 可调长光程池包括：光程池柱形壳体、左反射镜、右反射镜、传感器组；左反射镜固定安装在光程池柱形壳体的左端，且密封连接，所述左反射镜上设置有入射光口和出射光口，所述入射光口和出射光口分别与入射光路与出射光路连接；所述右反射镜滑动连接在光程池柱形壳体的右侧，所述右反射镜背面设置有液压推拉杆，液压推拉杆的另一端连接在光程池柱形壳体的右端，通过液压推拉杆的伸缩可以带动右反射镜在光程池柱形壳体内来回滑动，改变光程池的体积；所述右反射镜与光程池柱形壳体的连接为密封滑动连接；所述右反射镜上设置有测距发射头和测距接收头，测距发射头和测距接收头在右反射镜上的安装位置与入射光口和出射光口在左反射镜上的安装位置相对应，使得从入射光口入射至出射光口出射光的光程与测距发射头发射至测距接收头的光程相等；
[0022] 所述传感器组设置于光程池柱形壳体内的左反射镜与右反射镜之间，且镶嵌在光程池柱形壳体的内壁上，所述传感器组具有温度传感器、湿度传感器、气压传感器；所述光程池柱形壳体具有加热装置和风冷装置，所述进气单项阀之后设置有干燥过滤膜；
[0023] 所述光程池柱形壳体内位于左反射镜与右反射镜之间还设置有进气口和出气口，进气口设置于光程池柱形壳体的底面，出气口设置于光程池柱形壳体的顶面；所述进气管路与进气口连接，所述出气管路与出气口连接；
[0024] 所述进气管路包括可控三通阀门，可控三通阀门的三个连接口分别连接标准气瓶连接管路、空气连接管路、检测池连接管路的一端；标准气瓶连接管路的另一端连接标准气瓶，空气连接管路的另一端向大气敞开，检测池连接管路的另一端连接可调长光程池的下端的进气口；所述检测池连接管路设置有进气单向阀，仅允许气流从三通阀流向可调长光程池，所述进气单向阀可以封闭；
[0025] 所述出气管路一端连接可调长光程池的出气口，另一端连接抽气泵；出气管路上设置有出气单向阀，仅允许气流从可调长光程池流向抽气泵，所述出气单向阀可以封闭；
[0026] 所述可控三通阀门、进气单向阀、出气单向阀、抽气泵、传感器组、液压推拉杆、测距发射头和测距接收头与光程池控制器电连接。
[0027] 进一步的设计一种利用权利要求1的检测装置进行大气污染物检测的方法，包括如下步骤：
[0028] 1）计算机连接通过GPS进行定位，并通过云服务器获取当前位置的温度、湿度、气压、污染物浓度数据。
[0029] 2）计算机向控制单片机发送启动监测命令，控制单片机控制激光发射模块发射激光、激光接收模块接收激光、检测模块进行污染物浓度数据的检测，控制单片机获取激光接收模块的数据并传送至计算机，计算机根据检测参数以及控制单片机上传的数据进行计算，得到大气污染物的检测结果；
[0030] 3）计算机将检测结果连同GPS的定位数据、传感器模块获取的温度、湿度、气压一同上传至云服务器；
[0031] 4）计算机在显示模块将从云服务器下载的温度、湿度、气压、污染物浓度数据和传感器模块获取的温度、湿度、气压、计算机自身计算得到的污染物浓度数据对比显示，其中显示的污染物浓度是将计算得到的污染物浓度数据转换成外界环境的污染物浓度数据。
[0032] 所述步骤2）具体为：
[0033] 2-1）计算机向控制单片机发送检测波长；
[0034] 2-2）控制单片机根据检测波长确定激光发射模块和激光接收模块的工作参数，所述工作参数包括调制信号发生器、波长扫描信号发生器、电流控制器、温度控制器的工作参数和分光仪的工作参数；
[0035] 2-3）控制单片机控制检测模块进行标准气体检测，并将激光接收模块的标准气体的检测数据传送至计算机，与计算机中存储的标准气体数据对比，如果标准气体的检测数据小于计算机中存储标准气体数据的99%或大于计算机中存储标准气体数据的101%，则计算机进行报错，通知测试人进行设备检修；
[0036] 2-4）控制单片机控制检测模块进行大气污染物检测，控制单片机获取激光接收模块的数据并传送至计算机，计算机根据检测参数以及控制单片机上传的数据进行计算，得到大气污染物的检测结果；
[0037] 所述步骤2-3具体为：
[0038] 2-3-1）光程池控制器控制进气单向阀关闭，出气单向阀打开，抽气泵打开，液压推拉杆伸至最长使得光程池内体积最小，气压传感器实时监测光程池内的气压；
[0039] 2-3-2）当光程池内气压小于0.001大气压时，光程池控制器控制抽气泵关闭，出气单向阀关闭，液压推拉杆收缩至其可移动距离的一半；
[0040] 2-3-3）光程池控制器控制进气单向阀打开，可控三通阀门连通光程池和标准气瓶，标准气体进入光程池，气压传感器实时监测光程池内的气压；
[0041] 2-3-4）当光程池内的气压为1大气压时，光程池控制器控制进气单向阀关闭，光程池控制器控制温度传感器和湿度传感器获取光程池内的温度和湿度，通过加热装置和风冷装置控制光程池内的气温为25℃，并等待湿度传感器的检测湿度为0；
[0042] 2-3-5）光程池控制器控制液压推拉杆进行伸缩，调节光程池内的气压为1大气压；
[0043] 2-3-6）光程池控制器控制测距发射机和测距接收器测定光程池内的光程；
[0044] 2-3-7）控制单片机控制激光发射机发射激光，并控制激光接收器接收激光信号，并进行分光；
[0045] 2-3-8）控制单片机将激光接收器的接收信号以及光程池内的光程发送至计算机；
[0046] 2-3-9）计算机根据A=lg(1/T)=Kbc计算浓度c，并将c与计算机存储的标准气体中所测量成分的浓度进行对比，其中：A为吸光度，T为透射比，是出射光强度I比入射光强度I0；K为摩尔吸收系数，它与吸收物质的性质及入射光的波长有关的常数；c为吸光物质的浓度，b为吸收层厚度即测量的光程，其中I0为分光仪获得的光强，I为已知量，K、b也是已知量；
[0047] 2-3-10）如果标准气体的检测数据小于计算机中存储标准气体数据的99%或大于计算机中存储标准气体数据的101%，则计算机进行报错，通知测试人进行设备检修；
[0048] 所述步骤2-4）具体为：
[0049] 2-4-1）光程池控制器控制进气单向阀关闭，出气单向阀打开，抽气泵打开，液压推拉杆伸至最长使得光程池内体积最小，气压传感器实时监测光程池内的气压；
[0050] 2-4-2）当光程池内气压小于0.001大气压时，光程池控制器控制抽气泵关闭，出气单向阀关闭，液压推拉杆收缩至其可移动距离的一半；
[0051] 2-4-3）光程池控制器控制进气单向阀打开，可控三通阀门连通光程池和大气，大气进入光程池，气压传感器实时监测光程池内的气压；
[0052] 2-4-4）当光程池内的气压为0.9大气压时，光程池控制器控制进气单向阀关闭，光程池控制器控制温度传感器和湿度传感器获取光程池内的温度和湿度，通过加热装置和风冷装置控制光程池内的气温为25℃，并等待湿度传感器的检测湿度为0；
[0053] 2-4-5）光程池控制器控制液压推拉杆进行伸缩，调节光程池内的气压为1大气压；
[0054] 2-4-6）光程池控制器控制测距发射机和测距接收器测定光程池内的光程；
[0055] 2-4-7）控制单片机控制激光发射机发射激光，并控制激光接收器接收激光信号，并进行分光；
[0056] 2-4-8）控制单片机将激光接收器的接收信号以及光程池内的光程发送至计算机；
[0057] 2-4-9）计算机根据A=lg(1/T)=Kbc计算待测成分浓度，其中：A为吸光度，T为透射比，是出射光强度I比入射光强度I0；K为摩尔吸收系数，它与吸收物质的性质及入射光的波长有关的常数；c为吸光物质的浓度，b为吸收层厚度即测量的光程，其中I为分光仪获得的光强，I0为已知量通过激光器的能量计获得，K、b也是已知量。
[0058] 所述将计算得到的污染物浓度数据转换成外界环境的污染物浓度数据的公式为：
[0059] N外=N内×P实×T标/(P标×T实)
[0060] 其中，N外是外界实际的污染物浓度，N内是计算机得到的光程池内的污染物浓度，P实是外界实际的气压，T标是25℃的绝对温度298.15K，P标标准大气压，T实是外界实际温度的绝对温度。
[0061] 本发明的有益效果为：
[0062] 1.本发明采用将待检测大气转换成标准室温，标准大气压下，经过干燥的方式进行检测，这种检测方式避免了不同的温度、湿度、气压对红外吸收检测时的误差，不必进行修正。
[0063] 2.本发明的光程池可以调节其体积和光程，可以适用于不同的光程下检测，此外光程池可以调节温度和气压，使得所有检测都基于同一种状态下进行检测，结果更加准确。
[0064] 3.本发明的标准气瓶中储存有已知标准浓度的含有多种大气污染物的气体，这可以直接对多种待测气体进行校准，不必进行标准气体的更换。
[0065] 4.本发明的光程池结构简单，易于加工，在光程池中设计有测距装置，可以准确测定光程。
[0066] 5.本发明将计算后的得到的标准状态下的污染物浓度折算成当时状态下的大气中污染物的浓度，可以与云端数据进行比较。
附图说明
[0067] 图1 本发明大气污染物检测装置结构示意图；
[0068] 图2 本发明检测模块结构示意图。
具体实施方式
[0069] 下面结合图1、图2对本发明的具体实施方式进行说明
[0070] 实施例1
[0071] 如图1、图2，一种大气污染物检测装置，包括激光发射模块1、入射光路2、检测模块3、出射光路4、激光接收模块5、控制单片机6、计算机7、云服务器8；
[0072] 激光发射模块1包括：调制信号发生器101、波长扫描信号发生器102、电流控制器103、温度控制器104、激光器105、激光能量检测器；
[0073] 入射光路2和出射光路4由光纤构成；入射光路2一端连接激光发射模块1，一端连接检测模块3；出射光路4一端连接激光接收模块5，一端连接检测模块3；
[0074] 激光接收模块5包括分光仪501；
[0075] 激光发射模块1、检测模块3、激光接收模块5分别与控制单片机6连接，控制单片机6连接计算机7，计算机7与云服务器8远程通信；
[0076] 控制单片机6设置有时序电路，可控制激光发射模块1发射激光与激光接收模块5接收信号的时间差；控制单片机6负责按照计算机7输出的检测参数控制激光发射模块1发射激光、激光接收模块5接收激光、检测模块3运行检测步骤，并将激光接收模块5的接收数据传送至计算机7。
[0077] 计算机7设置有GPS模块和传感器模块，可以进行定位和通过传感器模块获取当前位置的温度、湿度和气压数据；计算机7可以从云服务器8上下载计算机7所在位置的温度，湿度，气压和已有的污染物浓度数据；计算机7根据检测参数以及控制单片机6上传的数据进行计算，得到大气污染物的检测结果，并上传至云服务器8；
[0078] 计算机7具有显示模块，显示模块可以将从云服务器8下载的温度、湿度、气压、污染物浓度数据和传感器模块获取的温度、湿度、气压、计算机7自身计算得到的污染物浓度数据对比显示；
[0079] 检测模块3包括标准气瓶301、进气管路302、可调长光程池303、出气管路304、光程池控制器305；
[0080] 可调长光程池303包括：光程池柱形壳体3031、左反射镜3032、右反射镜3033、传感器组3034；左反射镜3032固定安装在光程池柱形壳体3031的左端，且密封连接，所述左反射镜3032上设置有入射光口3035和出射光口3036，所述入射光口3035和出射光口3036分别与入射光路2与出射光路4连接；所述右反射镜3033滑动连接在光程池柱形壳体3031的右侧，所述右反射镜3033背面设置有液压推拉杆3037，液压推拉杆3037的另一端连接在光程池柱形壳体3031的右端，通过液压推拉杆3037的伸缩可以带动右反射镜3033在光程池柱形壳体3031内来回滑动，改变光程池的体积；所述右反射镜3033与光程池柱形壳体3031的连接为密封滑动连接；所述右反射镜3033上设置有测距发射头3038和测距接收头3039，测距发射头3038和测距接收头3039在右反射镜3033上的安装位置与入射光口3035和出射光口3036在左反射镜3032上的安装位置相对应，使得从入射光口3035入射至出射光口3036出射光的光程与测距发射头3038发射至测距接收头3039的光程相等；
[0081] 所述传感器组3034设置于光程池柱形壳体3031内的左反射镜3032与右反射镜3033之间，且镶嵌在光程池柱形壳体3031的内壁上，所述传感器组3034具有温度传感器、湿度传感器、气压传感器；所述光程池柱形壳体3031具有加热装置和风冷装置，所述进气单项阀之后设置有干燥过滤膜；
[0082] 所述光程池柱形壳体3031内位于左反射镜3032与右反射镜3033之间还设置有进气口30310和出气口30311，进气口30310设置于光程池柱形壳体3031的底面，出气口30311设置于光程池柱形壳体3031的顶面；所述进气管路302与进气口30310连接，所述出气管路304与出气口30311连接；
[0083] 所述进气管路302包括可控三通阀门3021，可控三通阀门3021的三个连接口分别连接标准气瓶连接管路3022、空气连接管路3023、检测池连接管路3024的一端；标准气瓶连接管路3022的另一端连接标准气瓶301，空气连接管路3023的另一端向大气敞开，检测池连接管路3024的另一端连接可调长光程池303的下端的进气口30310；所述检测池连接管路3024设置有进气单向阀3025，仅允许气流从三通阀流向可调长光程池303，所述进气单向阀
3025可以封闭；
[0084] 所述出气管路304一端连接可调长光程池303的出气口30311，另一端连接抽气泵3041；出气管路304上设置有出气单向阀3042，仅允许气流从可调长光程池303流向抽气泵
3041，所述出气单向阀3042可以封闭；
[0085] 所述可控三通阀门3021、进气单向阀3025、出气单向阀3042、抽气泵3041、传感器组3034、液压推拉杆3037、测距发射头3038和测距接收头3039与光程池控制器305电连接。
[0086] 实施例2
[0087] 本实施例针对实施例1的装置进行进一步说明。
[0088] 一种利用实施例1的检测装置进行大气污染物检测的方法，包括如下步骤：
[0089] 1）计算机7连接通过GPS进行定位，并通过云服务器8获取当前位置的温度、湿度、气压、污染物浓度数据；
[0090] 2）计算机7向控制单片机6发送启动监测命令，控制单片机6控制激光发射模块1发射激光、激光接收模块5接收激光、检测模块3进行污染物浓度数据的检测，控制单片机6获取激光接收模块5的数据并传送至计算机7，计算机7根据检测参数以及控制单片机6上传的数据进行计算，得到大气污染物的检测结果；
[0091] 3）计算机7将检测结果连同GPS的定位数据、传感器模块获取的温度、湿度、气压一同上传至云服务器8；
[0092] 4）计算机7在显示模块将从云服务器8下载的温度、湿度、气压、污染物浓度数据和传感器模块获取的温度、湿度、气压、计算机7自身计算得到的污染物浓度数据对比显示，其中显示的污染物浓度是将计算得到的污染物浓度数据转换成外界环境的污染物浓度数据。
[0093] 所述步骤2）具体为：
[0094] 2-1）计算机7向控制单片机6发送检测波长；
[0095] 2-2）控制单片机6根据检测波长确定激光发射模块1和激光接收模块5的工作参数，所述工作参数包括调制信号发生器101、波长扫描信号发生器102、电流控制器103、温度控制器104的工作参数和分光仪501的工作参数；
[0096] 2-3）控制单片机6控制检测模块3进行标准气体检测，并将激光接收模块5的标准气体的检测数据传送至计算机7，与计算机7中存储的标准气体数据对比，如果标准气体的检测数据小于计算机7中存储标准气体数据的99%或大于计算机7中存储标准气体数据的101%，则计算机7进行报错，通知测试人进行设备检修；
[0097] 2-4）控制单片机6控制检测模块3进行大气污染物检测，控制单片机6获取激光接收模块5的数据并传送至计算机7，计算机7根据检测参数以及控制单片机6上传的数据进行计算，得到大气污染物的检测结果；
[0098] 所述步骤2-3）具体为：
[0099] 2-3-1）光程池控制器305控制进气单向阀3025关闭，出气单向阀3042打开，抽气泵3041打开，液压推拉杆3037伸至最长使得光程池内体积最小，气压传感器实时监测光程池内的气压；
[0100] 2-3-2）当光程池内气压小于0.001大气压时，光程池控制器305控制抽气泵3041关闭，出气单向阀3042关闭，液压推拉杆3037收缩至其可移动距离的一半；
[0101] 2-3-3）光程池控制器305控制进气单向阀3025打开，可控三通阀门3021连通光程池和标准气瓶301，标准气体进入光程池，气压传感器实时监测光程池内的气压；
[0102] 2-3-4）当光程池内的气压为1大气压时，光程池控制器305控制进气单向阀3025关闭，光程池控制器305控制温度传感器和湿度传感器获取光程池内的温度和湿度，通过加热装置和风冷装置控制光程池内的气温为25℃，并等待湿度传感器的检测湿度为0；
[0103] 2-3-5）光程池控制器305控制液压推拉杆3037进行伸缩，调节光程池内的气压为1大气压；
[0104] 2-3-6）光程池控制器305控制测距发射机和测距接收器测定光程池内的光程；
[0105] 2-3-7）控制单片机6控制激光发射机发射激光，并控制激光接收器接收激光信号，并进行分光；
[0106] 2-3-8）控制单片机6将激光接收器的接收信号以及光程池内的光程发送至计算机7；
[0107] 2-3-9）计算机7根据A=lg(1/T)=Kbc计算浓度c，并将c与计算机7存储的标准气体中所测量成分的浓度进行对比，其中：A为吸光度，T为透射比，是出射光强度I比入射光强度I0；K为摩尔吸收系数，它与吸收物质的性质及入射光的波长有关的常数；c为吸光物质的浓度，b为吸收层厚度即测量的光程，其中I0为分光仪501获得的光强，I为已知量，K、b也是已知量；
[0108] 2-3-10）如果标准气体的检测数据小于计算机7中存储标准气体数据的99%或大于计算机7中存储标准气体数据的101%，则计算机7进行报错，通知测试人进行设备检修；
[0109] 所述步骤2-4）具体为：
[0110] 2-4-1）光程池控制器305控制进气单向阀3025关闭，出气单向阀3042打开，抽气泵3041打开，液压推拉杆3037伸至最长使得光程池内体积最小，气压传感器实时监测光程池内的气压；
[0111] 2-4-2）当光程池内气压小于0.001大气压时，光程池控制器305控制抽气泵3041关闭，出气单向阀3042关闭，液压推拉杆3037收缩至其可移动距离的一半；
[0112] 2-4-3）光程池控制器305控制进气单向阀3025打开，可控三通阀门3021连通光程池和大气，大气进入光程池，气压传感器实时监测光程池内的气压；
[0113] 2-4-4）当光程池内的气压为0.9大气压时，光程池控制器305控制进气单向阀3025关闭，光程池控制器305控制温度传感器和湿度传感器获取光程池内的温度和湿度，通过加热装置和风冷装置控制光程池内的气温为25℃，并等待湿度传感器的检测湿度为0；
[0114] 2-4-5）光程池控制器305控制液压推拉杆3037进行伸缩，调节光程池内的气压为1大气压；
[0115] 2-4-6）光程池控制器305控制测距发射机和测距接收器测定光程池内的光程；
[0116] 2-4-7）控制单片机6控制激光发射机发射激光，并控制激光接收器接收激光信号，并进行分光；
[0117] 2-4-8）控制单片机6将激光接收器的接收信号以及光程池内的光程发送至计算机7；
[0118] 2-4-9）计算机7根据A=lg(1/T)=Kbc计算待测成分浓度，其中：A为吸光度，T为透射比，是出射光强度I比入射光强度I0；K为摩尔吸收系数，它与吸收物质的性质及入射光的波长有关的常数；c为吸光物质的浓度，b为吸收层厚度即测量的光程，其中I为分光仪501获得的光强，I0为已知量，K、b也是已知量。
[0119] 所述将计算得到的污染物浓度数据转换成外界环境的污染物浓度数据的公式为：
[0120] N外=N内×P实×T标/(P标×T实)
[0121] 其中，N外是外界实际的污染物浓度，N内是计算机7得到的光程池内的污染物浓度，P实是外界实际的气压，T标是25℃的绝对温度298.15K，P标标准大气压，T实是外界实际温度的绝对温度。
[0122] 实施例3
[0123] 采用实施例2的方法进行多种气体的检测，具体的：
[0124] 通过计算机设置SO2的检测中心波长2516nm、N2O：2557nm、NO：1800nm或2650nm、CO2：2004nm或2680nm、CO：1563nm、NO2：7.3μm、O3：9.6μm。
[0125] 对于以上每种气体，分别采用实施例2的方式进行一次测定，将测定结果与云端服务器的结果进行对比。
[0126] 本领域技术人员可以得知，本发明的检测气体不限于以上几种，只要是对红外光有特征吸收峰的气体，采用本装置和方法均可以进行检测。
