花粉與空氣中的多種生物源顆粒同屬于生物氣溶膠的范圍,在地球系統、特別是在大氣、生物圈、氣候和公共衛生之間的相互作用過程中,發揮著不可替代的作用,是公共衛生、花粉負荷、空氣污染、氣候變化等相關領域及其交叉學科的重要研究內容。
SwisensPoleno Jupiter 花粉 / 生物氣溶膠自動監測儀通過數字全息影像、熒光光譜測量、光散射和偏振測量等技術,可對每個進入分析儀的粒子生成包含形態數據和化學成分在內的數字指紋,進一步通過機器學習算法進行處理和分類,實現空氣中花粉、孢子、生物氣溶膠及固體顆粒濃度的自主識別與自動測量。
監測原理
SwisensPoleno 通過對進入分析儀的氣流中的單個粒子進行光學識別,可在數秒內直接識別和測量其中的粒子,提供生物氣溶膠和其他粒子的局部濃度和實時信息,用戶可根據需要,下載實時的花粉濃度、花粉分類、單個粒子的全息圖像、物理參數等數據。粒子進入儀器后,依次經過:
• 數字全息測量:兩個垂直 90°高分辨率相機進行全息測量,確定粒子的絕對尺寸、形狀、面積、周長、球度等參數,通過人工智能進行精確的粒子識別(SwisenPoleno Mars 和 SwisenPoleno Jupiter );
• 熒光光譜測量:測量單個粒子的化學組成,通過收集的熒光光譜強度和熒光壽命數據(SwisenPoleno Jupiter),進一步確定粒子種類;
• 散射光和偏振測量:對粒子表面進行激光照射,通過兩個光電檢測器的信號比值確定粒子表面的額外信息(SwisenPoleno Jupiter)。
數字全息和熒光光譜測量的結合是獨一無二的,它會生成系統測量的每個粒子的數字指紋。這個豐富的數據集(也稱為數字指紋)包含形態數據和有關粒子化學成分的數據,然后通過機器學習算法對其進行處理和分類。 從粒子的檢測和測量到算法輸出的分類只需要幾秒鐘。
SwisensPoleno 花粉 / 生物氣溶膠自動監測儀可根據本地情況構建本地花粉數據庫,并利用人工智能先進算法實現數據庫擴展。
應用領域
氣候變化
• 大氣化學成分及其變化過程研究
• 云的物理成分以及水文循環過程研究
• 生物多樣性研究
土壤利用變化
• 生物氣溶膠相關的農業生產研究
公共健康
• 人類病原體研究
• 過敏原粒子研究
產品特點
• 對每個粒子生成包含形態數據和化學成分數據在內的、獨特的數字指紋
• 通過系統操作參數,如顆粒速度、顆粒濃度、氣流、溫度、響應時間、存儲空間使用情況等,判斷系統運行狀況
• 通過粒子濃縮器可實現 40L/min 的有效流速
• 粒子分類可在數秒內完成,實現分鐘級別的測量時間分辨率
• 原始數據可保留,可回算未知顆粒
• 低維護,帶自清潔功能
• 數據呈現直觀
• 數據自動傳輸,支持遠程操作
• 堅固耐用、無任何耗材的設計,確保系統主機長期穩定運行
產品參數
Jupiter主機
運行環境:-20°至+50℃,0-100%RH(非冷凝,非腐蝕環境下)
粒子測量范圍:0.5-300μm
進樣流速:40 L/min
粒子速度:0.5m/s
集中系數:1000(粒子直徑:10-300 μm)
測量速率:最高30000個/m³(粒子直徑:10-300μm時)
最高1000000個/m³(粒子直徑:2μm時)
觸發光源:450 nm,685 nm
全息測量:波長:405 nm
相機:USB3相機,2個互成90°
熒光測量:光源波長:280 nm,365 nm和405 nm
檢測器:SiPM(硅光電倍增管),5個
散射和偏振光測量:激光波長:405 nm
接收器:2個,水平偏振和垂直偏振
顆粒的測量參數:濃度(1/m³)、分類、顆粒全息圖像、顆粒尺寸(周長、面積、長軸、短軸、密實度、偏心率和強度)、熒光強度和壽命等
顆粒濃度的分辨率:每10分鐘/15分鐘/30分鐘/1小時/2小時/3小時/6小時/12小時/1天
存儲空間:1TB SSD(可擴展)
通訊方式:以太網,4G
外部接口:24 VDC供電,以太網,HDMI,RS-232/RS-485,USB2.0(鼠標鍵盤),USB 3.0(擴展設備),數字端口,模擬端口
組網功能:支持
算法擴展:支持
氣象傳感器擴展:支持
IP等級:IP65(主機箱),IP54(空調)
尺寸:63×73×150 cm³W×D×H(包括防護箱、進樣口和安裝支架)
重量:134 kg
供電:100-240 VAC,50/60 Hz,峰值750W(包含工控機和空調)