基于MIE散射理論的粉塵濃度測量研究.pdf

1、粉塵濃度的測量是根據(jù)光散射原理，即空氣中聚集的粉塵粒子在一定強度的光照射下，向其周圍空間散射出與其濃度成一定比例關(guān)系的散射光。粉塵濃度是衡量空氣質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，在環(huán)保、石化、煤炭、海洋、水利、冶金、建材、地質(zhì)等多個領(lǐng)域內(nèi)都有著廣泛的應(yīng)用。 本文首先分析了空氣污染的危害，說明粉塵測試的必要性，然后介紹了光學(xué)粉塵測試的應(yīng)用和發(fā)展概況，比較了幾種常用的空氣粉塵測試方法，在此基礎(chǔ)上，闡述了Mie散射理論，為進(jìn)一步理論推導(dǎo)奠定了基礎(chǔ)

2、。其次應(yīng)用Mie散射理論，研究了粒徑、折射率和入射光波長對散射光強度分布的影響，文獻(xiàn)<'[1]>論述了瑞利散射與Mie散射相比其誤差在1％以內(nèi)的條件，即空氣中懸浮顆粒物較小，濃度比較低，比較均勻，因此在瑞利散射公式的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出了一定條件下濃度測試的理論依據(jù)。根據(jù)該理論選用合適的傳感器，設(shè)計了粉塵濃度測試系統(tǒng)，在實測中應(yīng)用該系統(tǒng)測量了蘇州大學(xué)物理實驗中心外距地面約2米的空氣中的粉塵相對濃度，連續(xù)測量36天，并與國家環(huán)?？偩痔K州地區(qū)每天預(yù)

3、報的空氣污染指數(shù)轉(zhuǎn)換后的可吸入顆粒物(PM10)濃度值相比較，得出對應(yīng)關(guān)系，運用MATLAB擬和直線對系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定。經(jīng)過標(biāo)定表明實測結(jié)果與國家環(huán)?？偩置刻祛A(yù)報的空氣污染指數(shù)轉(zhuǎn)換后的可吸入顆粒物(PM10)濃度值有較好的一致性。最后對標(biāo)定結(jié)果產(chǎn)生的誤差進(jìn)行了分析。 由于系統(tǒng)以半導(dǎo)體激光器為光源，以光電二極管作為光電接收器，以微機控制測量過程、處理測量結(jié)果，具有體積小、重量輕、操作簡便、功耗低等優(yōu)點。因此可廣泛用于工礦企業(yè)、公共場