博士论文-基于mie散射的微粒浓度和粒度测试的理论与实验研究.pdf

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1、博士学位论文基壬丝曼趑射的丝整邃廑塑粒廑凰邀昌到选让量撞苤壁健器月日§�一日 微粒测试是一项涉及多学科、多领域的技术。由于自然界多数固体物质都是以微粒的形式存在：天然物质如土壤、泥沙、大气粉尘、谷物面粉、蔗糖等；人工物料如煤粉、催化剂、水泥、化肥、颜料、药品等，故与微粒测试和应用有关的技术在环保、石化、医药、化工、煤炭、海洋、水利、冶金、建材、地质、食品等多个工业领域中都有着广泛的应用。 方案，实验结果验证了理论计算的正确性和实践应用的可行性。 �����������������������瑃�������������������������������������������甌� ����

2、���，���������������．��� �辟足矿篇一类贝塞尔函数和汉克尔函数 皇�弧��：呈导师签名：—�斓祭風 言��年�月�曰太原日报头版显著位置刊登了“太原市大气颗粒物来源解析研究”简单地讲，微粒就是微小的物体，是组成粉末的能独立存在的基本单元，是分隔状态下的液体、气体或固体，越来越多的与微粒相关的技术问题在工业、农业、医学、科研领域出现。微粒对人体的健康的危害程度和微粒的大小及组成有关。微粒越小，悬浮在空气中的时间越长，它们进入人体肺部后停滞在肺部及支气管中的比例越大，危害越大。小于��微米的微粒能在空气中作随机运动，进入肺部并附着在肺细胞的组织中，的微粒直径大多小于��微米

3、，而且数量比汽油机高出�～�倍，成分更复杂，因而柴油机的微粒排放相对更大。随着现代城市的迅速发展，人们发现尘埃已经成为一种危及环境和人类健康的污染物。流行病学家对尘埃进入人体后的机理进行研究后指出，人们在呼吸时，每次大约要吸入�万个浮游微粒。这些微粒进入人的身体后，可以一直进入肺部深处，并作为经常性刺激物留在那里，成为难以消除的病灶，它会导致发生炎症，产生黏液，使人呼吸困难，甚至导致死亡的发生。除此之外，浮游微粒还可以向肺部传送化学污染物，包括有破坏性的酸性物质和铁等金属。而且在传送过程中，可以加速一种叫做游离基的有害物质的产生，进一步加剧了有害物质对人体的危害程度。图��为我国二氧化硫和氮

4、氧化物的排放情况。 图��我国二氧化硫和氮氧化物的排放��环境监测的现状和研究进展��多个，其中环保系统��多个监测站，行业监测站��多个。国控的空气质量监辐射监测网、区域监测网等。 ��环境监测仪器生产及技术现状产品产值的��％。环境监测仪器的主要产品是各种水污染和大气污染监测、噪声与振动监测、放射性和电磁波监测仪器。我国生产的烟尘采样器、烟气采样器、总悬浮微粒采样器、油份测定仪、污水流量计等环境监测仪器已接近或达到国际先进水平，在国内市场上占有很大比例。国产大型实验室用原子吸收、紫外可见分光光度仪、气相色谱仪等监测仪器自动控制技术采用程度较低，关键零部件尚依赖进口。��环境监测及监测仪器

5、发展趋势 ��我国发展环境监测仪器的政策措施展提供准确信息的重要保证，国家鼓励研制开发和生产国家所需的监测仪器设备。 的成套技术的监测仪器，鼓励引进国外的关键技术，合资生产，再逐步实现国产化。��工业生产中微粒测试的必要性水利、冶金、建材、化工、环保、医药、食 量，对发展经济和增强人民健康具有重要意义。��国内外微粒测试的基本情况及发展趋势但绝大多数测试不论是气体还是液体中微粒的测试还没有脱称重、显微镜或沉降法等，如：六十年代未期至七十年代初，我国国防航空制造业进行航空汽油中微粒的检测以保证汽油的微粒污染被控制，七十年代至八十年代，在医药工业广泛应用，进行血细胞的检测，九十年代用于输液中的不

6、溶性微粒检测。光阻法检测技术是���先生早在六十年代末期提出并获得应用的，目前，美国太平洋公司研究生产这项技术并取得成就。他们研究生产光阻法仪器——舭�仪器，主要用于检测液体中的微粒。同时美国还研究和生产了光散射法仪器，用于检测气体中的微粒，其产品基于角光衍射原理的“在线浓度监测仪”，在八十年代末，被我国几家大型炼油企业，如上海炼油厂、石家庄炼油厂等引进使用，但使用效果不理想，有的厂家甚至对该仪器的测量结果表示怀疑，现在各厂基本上已停止使用这一仪器。德国��公司和��公司在近几年也推出了用于监测烟道排放粉尘浓度的在线监测仪，但该仪器需对各个监测对象逐一标定，且仅能给出浓度变化，而不能同时给出

7、粒度变化．由于它的设计是针对常温常压下的烟道，因此很难移植到高温高压下的微粒进行监测的场合．上海理工大学、南京理工大学与相关环保部门及企业也在进行微粒测试的研究工作，其理论运算及结构复杂，目前研究进展缓慢，还没有相应仪器产品。流。其主要特点：测试速度快，重复性好，分辨率高，测试范围广，得到了进一步的发 毫米级的微粒只需光学成像技量，采用标准分析处理模式的图像仪则可以将操作误差减小，这些改进取得了一定的效 可替