大气气溶胶碳组分测量误差与北京有机气溶胶特征研究

大气气溶胶碳组分存在形式多样,其化学和光学特征明显不同;因此基于不同的热和光行为的假设和分析步骤的碳组分分析方法导致碳组分测量结果的差异。本文基于文献调研与实验室分析介绍气溶胶碳组分分析仪器的基本性能指标,分析不同分析方法导致气溶胶碳组分的差异和成因。为了了解北京有机气溶胶特征,本文描述北京PM2.5中有机碳（OC）和元素碳（EC）变化特征并对北京秋、冬季PM,（大气中空气动力学直径≤1μm的颗粒物）中有机气溶胶进行了来源解析。结果表明,北京OC和EC在秋冬季呈现出较高的水平,采暖期OC浓度是非采暖期的1．2—1．8倍,EC浓度是非采暖期的1．1倍左右;秋季北京PM,中有机气溶胶（OA）主要来源于二次转化产生的氧化性有机气溶胶（OOA）,机动车排放的烃类有机气溶胶（HOA）和餐饮排放有机气溶胶（COA）;而冬季北京PM1中有机气溶胶主要来源于高度氧化的低挥发性的OOA,“新鲜”氧化的半挥发性的OOA,燃煤源有机气溶胶（CCOA）、烹饪源排放的COA和机动车排放的HOA。     

雾和气溶胶前向散射对消光的影响

光电工程中探测器接收的光强包括透射光和大气前向散射光。雾和大气气溶胶粒子的前向散射增强了透射光,从而导致测量的衰减比实际衰减小。本文采用Mie散射理论,根据气溶胶谱分布以及雾滴的谱分布模型及其与能见度的经验关系,计算了可见光到中波红外波长的前向散射修正因子。详细分析了激光在气溶胶和雾衰减中前向散射修正因子随粒子平均半径、能见度和波长等参数的变化关系,并拟合出前向散射修正因子随粒子平均半径和视场乘积的经验关系式,在10°视场内平均残差小于0.02,可为相关光电工程提供参考。     

基于米散射激光雷达的大气气溶胶检测系统设计

设计了一种基于米散射激光雷达的大气气溶胶检测系统。依据米散射激光雷达的原理,研究了激光光束与大气气溶胶的相互作用,设计并搭建了米散射激光雷达大气气溶胶检测实验平台,利用Zemax设计了一套具有滤波聚焦功能的光学望远系统。通过对光束进行扩束并利用可调谐式固定装置来增强回波信号强度。实验结果表明,设计的系统具有高的回波信号...     

光热低相干干涉法测量大气气溶胶吸收

研究了气溶胶粒子的光热敏效应和热感应光致折射率变化,提出了通过增加光热作用区个数来提高探测灵敏度及用低相干干涉法降低成本的方法。建立了光热低相干干涉法测量大气气溶胶吸收系数的数学模型,分析了干涉仪正交状态测量和干涉条纹细分探测两种方式下的探测灵敏度,讨论了低相干偏振干涉情况下的探测限。结果显示,在典型条纹细分情况下理论探测灵敏度可达1×10-6 m-1;增加光热作用区m个,探测灵敏度理论值可提高m倍。理论和方法研究证明光热低相干干涉法具有可直接测量大气气溶胶吸收系数、在线原位、低成本,易于进行温度修正等优点。     

紫外光通信大气传输特性及理论模型探讨

随着紫外光电器件的发展与成熟,紫外光通信作为一种新型的区域保密通信技术逐渐成为光学相关领域的研究热点.阐述了紫外光通信技术的原理,利用大气光学原理分析了紫外光大气传输的主要特性,结合目前国内外研究现状对比分析了紫外光大气传输特性的主要的理论模型和研究方法,并对紫外光大气传输特性研究的瓶颈和发展方向做了探究.     

球形金纳米颗粒的消光特性及不同折射率环境下的共振波长

为了研究球形Au纳米颗粒的消光特性及共振波长与环境折射率的关系,采用Mie理论计算了直径为20,40,60和80nm的球形Au纳米颗粒在不同折射率的介质环境中的消光谱,并利用消光法实验测量了这4种粒径的Au纳米颗粒在不同浓度糖水中的吸光度,取得了糖水介质环境的折射率与浓度之间的关系及其色散规律,以及Au纳米颗粒的消光系数及共振波长随环境折射率变化的数据。结果表明,介质环境糖水浓度一定时,Au颗粒半径增大,消光峰值红移;颗粒半径一定时,周围介质环境糖水浓度增大,消光峰值红移;Au纳米颗粒的共振波长与糖水浓度呈线性关系,20,40,60,80nm的Au纳米颗粒对应的线性斜率分别为0.106 0,0.135 5,0.193 8,0.265 8,斜率随粒径尺寸的增大而增大。该结论为探索纳米颗粒的折射率敏感性奠定了基础。     

中国部分典型地区气溶胶光学特性观测

利用DTF型太阳光度计在我国几个典型城市地区较长期观测得到的资料,分析了不同地区气溶胶光学厚度日变化和季节变化特征,得到了各地区观测期间日均值、月均值和季节值的变化.结果显示,观测期间丽江地区气溶胶光学厚度最小,大气较洁净,大气中以细粒子为主;其次是张北;喀什和合肥地区气溶胶光学厚度都较大,但喀什、张北多以粗粒子为主,合肥多以细粒子为主.各地区都在春季气溶胶光学厚度较大,冬季最小.喀什的气溶胶光学厚度值多集中在0.15到0.7之间,张北多集中在0.08到0.4之间,合肥多集中在0.2到0.75之间,丽江多集中在0.01到0.1之间.各地区气溶胶光学厚度和(A)ngstr(o)m波长指数频率分布基本呈高斯分布,气溶胶光学厚度峰值分布由高到低依次为合肥、喀什、张北、丽江,(A)ngstr(o)m波长指数由高到低依次为丽江、合肥、张北、喀什.     

用于纳米气溶胶质谱仪的毛细管进样接口传输特性研究

采用自制的X射线离子诱导成核纳米颗粒物生成装置,通过纳米扫描迁移率颗粒物粒径谱仪（Nano-SMPS）测量纳米颗粒物通过毛细管之前、之后的粒谱分布,获得了纳米颗粒物穿透率随毛细管的内径、长度及进样流量的变化曲线,并对纳米颗粒物在毛细管中的传输损耗进行实验探究。同时,结合气溶胶颗粒物传输沉积模型,对纳米颗粒物的穿透率进行理论计算,并与实验测量值进行比较和讨论。结果表明,对于粒径小于10 nm的纳米颗粒物,受布朗运动等因素的影响,其穿透率与毛细管的尺寸及进样流量有较强的相关性。此外,采用毛细管进样接口结合激光电离气溶胶飞行时间质谱仪对部分纳米颗粒物的化学成分进行检测,获得了初步的实验结果。     

厦门地区气溶胶折射率的测量研究

针对气溶胶折射率在分析大气气溶胶光学特性中的重要性,本文提出了一种综合利用黑碳仪、浊度计和光学粒子计数器反演大气气溶胶折射率的新方法。该方法根据黑碳仪和浊度计测量的气溶胶吸收系数和散射系数以及粒子计数器测量的粒子谱分布,采用球形粒子的米（Mie）散射理论,通过分析吸收系数、散射系数、粒子谱分布和折射率之间的关系来反演大气气溶胶粒子的折射率,该方法可以同时反演折射率实部和虚部。通过与其它独立的测量结果对比表明：该方法反演气溶胶折射率是合理的。最后利用此方法对厦门地区的气溶胶折射率进行了分析。     

气溶胶灭火剂模糊数学安全评价研究

气溶胶作为一种烟火药,其系统的安全状况是复杂的多因素、多层次、多变量的人机系统,分析了影响其安全的因素及其相互联系,应用模糊数学的方法,建立气溶胶安全评价的模型,并证实其实用性.     

消光法测量微粒尺寸的测量下限的研究

根据Ｍｉｅ光散射理论,本文详细讨论了用可见光波段的光透消光法（Ｌｉｇｈｔｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ）测量微粒尺寸的测粒下限。分析及计算表明,采用合适的最优化计算方法,光透消光法可用于测量亚微米级及以下的超细颗粒。文中给出了数值模拟计算结果及实测结果。     

HPLC法测定箭红气雾剂中丙酸倍氯米松含量测定方法研究

目的,建立箭红气雾剂中丙酸倍氯米松的含量测定方法。方法：甲醇作溶剂,溶解后直接进样,彩ＬＵＮＡＣ１８分析色谱柱（４．６ｍｍＩＤ＊２５０ｍｍＬ,粒径５μｍ）北京分析仪器厂ＯＤＳ保护柱（５ｍｍＩＤ＊５０ｍｍＬ,粒径５μｍ）分离测定,柱温３０℃,流动相甲醇－１％磷酸（８５：１５）,流速１ｍｌ．ｍｉｎ＾－１,检测波长２４５ｎｍ,进样量１０μｌ,结果箭红气雾剂中其他成分与丙酸倍氯米松达到基线分离,现酸氯米松峰保留约为７ｍｉｎ,丙酸倍氯米松峰与其相领的峰分离度大于１．５,以丙酸倍氯米计算理论板数是２８３８,线性范围０．６７５０μｇ－２．４７μｇ,线性相关系数ｒ＝０．９９８,平均回收率（ｎ＝５）为９８．３％,ＲＳＤ％,１．５％。结论本方法操作简便,结果准确,可用于箭红气雾剂中丙酸倍氯米松含量测定。     

电感耦合等离子体质谱法测定大气气溶胶中金属元素

本文采用微波消解-电感耦合等离子体质谱法对大气气溶胶里的Pb、Cu、V、Cd等4种金属元素进行了同时测定。通过加标回收实验,建立了大气气溶胶中Pb、Cu、V、Cd等4种金属元素的ICP-MS分析方法。经实验,各元素的精密度均小于5%,回收率介于96.0%-108.3%之间。实验结果表明：该方法不仅具有较好的灵敏度和检测精度,而且实现了4种元素的同时测定,大大提高了测定效率。     

气溶性射流对钢板污垢清洗的应用研究

为了获得更好的清洗效果和节能环保,提出了一种新型的射流方式——气溶性射流。基于流体力学和气溶性射流的工作原理,根据气溶性射流的特性和喷嘴的几何特征,研究了气液相的流动特性方程,得到了气溶性射流的速度分布规律。利用自行设计的超音速喷嘴组装的带电气溶性射流实验装置对钢板进行清洗,经简易检测表明：气溶性射流喷嘴产生的超音速极大地提高了洗涤效率,与同流量的喷嘴相比,效率提高近10倍,具有广泛的应用前景。     

低损耗193 nm反射膜的设计

分析了影响193nm反射膜性能的因素,结果表明：在空气侧的外膜层中电场强度较大,随着层数向内过渡,电场强度迅速减小;高折射率材料膜层的吸收损耗明显高于低折射率材料膜层的吸收损耗,而且靠近空气侧最外层的高折射率膜层的吸收损耗最大,按由外层向内层过渡的方向,吸收损耗迅速减小,减小的速度与高低折射率材料折射率的比值相关;表面散射损耗与两种材料的折射率比值成正比,但折射率比值减小,欲达到一定的反射率势必要增加膜层数,从而使表面粗糙度增加,并且引入其它的损耗,因此选择折射率差值适当大一些的材料对降低散射损耗是有利的。以分析结果为基础,设计了27层膜堆的193nm反射膜,设计反射率在98%以上。     

单胞及多胞铝合金薄壁梁吸能特性研究

对单胞、方孔多胞及蜂窝多胞三种薄壁梁进行了不同碰撞形式的仿真计算;利用台车碰撞试验台对蜂窝铝与方管铝薄壁梁结构的变形模式和变形量进行分析。结果显示,在相同的初始碰撞动能情况下,方孔多胞结构的压溃量最小,且以叠缩压溃的稳定变形模式进行;而在压溃量相同时,方孔多胞结构的吸能量最大,碰撞过程的材料利用率最高,其碰撞力峰值与均值差别最小。因此,方孔多胞薄壁梁应用于车身结构可以显著提高车辆的耐撞性能。     

Aerosol laser time-of-flight mass spectrometer for the on-line measurement of secondary organic aerosol in smog chamber

An aerosol laser time of flight mass spectrometer (ALTOFMS) that can be used for real-time measurement of the size and composition of individual aerosol particles has been designed and utilized to provide on-line measurement of secondary organic aerosol (SOA) particles resulted from Cl-initiated oxidation of toluene in smog chamber. Both the size and chemical compositions of individual aerosol particles were obtained in real-time. According to a large number of single aerosol diameters and mass spectra, the size distribution and chemical composition of aerosol were determined statistically. Experimental results indicate that aerosol particles produced from Cl-initiated oxidation of toluene were predominantly in the form of PM 2.5 particles, and nine positive laser desorption/ionization mass spectra peaks: m/z 18, 29, 30, 44, 46, 52, 65, 77, and 94 may come from the fragment ions of the products of the SOA: aromatic aldehydes, aromatic acids, phenolic compounds, and nitrogenated organic compounds. These results were in good agreement with those ones from previous Cl-initiated oxidation of toluene. These were demonstrated that ALTOFMS is a useful tool to reveal the formation and transformation processes of SOA particles in smog chamber.