基于光散射法大气气溶胶粒径测量关键技术的研究

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1、基于光散射法的大气气溶胶粒径测量关键技术的研究TheStudyoftheKeyTechnologyofAtmosphericAerosolSizeMeasurementbasedonLightScatteringMethod学科专业：光学工程研究生：钟现奎指导教师：葛宝臻教授天津大学精密仪器与光电子工程学院二零一二年十一月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书

2、而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要气溶胶粒子粒径的实时、准确测量一直是国内外

3、研究的热点，其中基于光散射法的气溶胶粒子粒径测量技术因其原理简单、测量范围较大、能满足实时测量等特点被广泛的应用。但该测量方法的粒径测量结果受到粒子折射率等因素的影响，导致测量结果误差较大。本文针对大气气溶胶不同折射率粒子粒径测量问题，对其关键技术开展研究，本文主要完成以下工作：1.根据Mie散射原理，编写了粒子散射光强和光通量的计算程序，通过计算模拟探讨了降低折射率对粒径测量影响的方法。2.以大气环境中五种常见气溶胶粒子为研究对象，模拟计算了不同接收参数下的F-D曲线，通过对大量曲线的分析研究，得到了适合于空气环境中气溶胶粒子测

4、量的接收参数。3.基于所得接收参数，设计和搭建了气溶胶粒径测量的实验系统。利用标准粒子对实验系统进行了标定实验，对折射率不同于标定粒子的实验粒子进行了测量实验，验证了本研究方法的可行性。关键词：大气气溶胶，光散射法，粒径测量ABSTRACTThereal-timeandaccuratemeasurementofaerosolparticleisthehottopic，andtheaerosolparticlesizemeasurementtechnologybasedonlightscatteringmethodiswidelyu

5、sedforitsfeatureofsimpleprinciple，widemeasuringrange，real-timemeasurementandsoon.However，themeasurementresultofthistechnologyisinfluencedbythefactorssuchasparticlerefractiveindex，whichleadstomeasurementerror.Thisthesisdidtheresearchonthekeytechnologyofatmosphericaeros

6、olparticlesizemeasurementwithdifferentrefractionindex，andmainlycompletedthefollowingwork:1.AccordingtotheMiescatteringprinciple，wrotetheparticlescatteringlightintensityandluminousfluxcalculationprocedures，anddiscussedthemethodtoreducetheinfluenceofparticleindexonsizem

7、easurementthroughthesimulationcalculation.2.Setfivekindsofcommonaerosolparticleintheatmosphericenvironmentastheresearchobject，calculatedandsimulatedtheirF-Dcurvesindifferentreceivingparametersandobtainedthesuitablereceiveparametersforsizemeasurementofatmosphericaeroso

8、lparticlesbasedonalargenumberofF-Dcurvesanalyses.3.Basedonthereceivingparameters，designedandbuiltaexperimentmeasurementsyste