煙塵氣溶膠介質(zhì)中的激光散射場(chǎng)特性研究.pdf

1、煙塵排放物檢測(cè)是掌握煙塵污染狀況、預(yù)測(cè)煙塵污染發(fā)展趨勢(shì)的重要手段。隨著煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，傳統(tǒng)濃度檢測(cè)技術(shù)暴露出諸多局限性。而光散射法由于具有瞬態(tài)測(cè)量、測(cè)量范圍廣以及非接觸測(cè)量、不損壞樣品等特點(diǎn)，在煙塵濃度測(cè)量方面將成為重要的測(cè)試手段，得到廣泛應(yīng)用。
　　本論文圍繞激光在煙塵介質(zhì)中的傳輸模型建立以及煙塵濃度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法開(kāi)展研究。主要完成的工作如下:
　　首先，依據(jù)單粒子的電磁波散射理論和Mie散射理論，建立單個(gè)顆粒的

2、光散射模型，并通過(guò)MATLAB軟件模擬計(jì)算了煙塵顆粒的光學(xué)特性參數(shù)，主要包括散射系數(shù)，消光系數(shù)、不對(duì)稱因子以及單次反照率等。
　　其次，基于輻射輸運(yùn)理論和多重散射的Twersky理論，建立激光在煙塵氣溶膠介質(zhì)中的傳輸模型，采用蒙特卡羅方法研究煙塵微粒對(duì)激光的多重散射，并在MATLAB開(kāi)發(fā)環(huán)境中對(duì)該輸運(yùn)過(guò)程進(jìn)行數(shù)字模擬，分析研究了不同粒子特征參數(shù)（顆粒粒徑、入射波長(zhǎng)、粒子數(shù)密度）的散射光強(qiáng)隨散射角和煙塵厚度的變化規(guī)律。
　　然

3、后，設(shè)計(jì)了煙塵氣溶膠介質(zhì)的散射場(chǎng)特性檢測(cè)方案，闡述了檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理，對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)中光源、光學(xué)元件、光電探測(cè)器等關(guān)鍵器件進(jìn)行選型，同時(shí)設(shè)計(jì)環(huán)形光電探測(cè)器，完成了光電陣列探測(cè)電路的硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
　　最后，通過(guò)搭建原理樣機(jī)檢測(cè)平臺(tái)，測(cè)量了不同散射角下的散射光強(qiáng)分布，分析研究了最佳波長(zhǎng)的選取，并完成了濃度檢測(cè)系統(tǒng)的標(biāo)定，對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行了分析。
　　通過(guò)本課題的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究，表明其理論模型是可行的，為更加復(fù)雜的多分散系