一种改进的消光式颗粒计数传感器

分析了消光式液体颗粒计数传感器的典型结构,并根据Mie理论计算了折射率为1.33的消光系数曲线,说明颗粒粒径在小于2μm时与消光系数呈多值性对应关系,指出这种多值性关系是影响此类计数器不能用于检测小颗粒的主要原因.最后提出一种改进的液体颗粒计数传感器结构,对传感器中光学部分的采光透镜组进行了改造,增加散射光探测器和光源监控探测器.通过计算说明了将散射光探测器安置在45°采光角时的原因,此时的光能与颗粒粒径之间有较好的单值对应关系,还可减少折射率对测量结果的影响.实验对比表明,改进结构的传感器对小于2μm的标准颗粒试样有较好的检测能力,而且多次重复测量结果相近;对大于2μm颗粒的检测能力仍然保持着较高的水平.     

尘埃粒子的半导体激光散射测量

以半导体激光为光源 ,建立了一个可以实时测量空气中尘埃粒子的尺寸与颗粒数浓度的光学系统。根据Mie散射理论 ,计算了该光学系统的光散射响应特性。实验结果表明 ,该系统具有高的计数准确度、计数效率和计数重复性 ,适用于洁净度检测和环境空气中尘埃粒子的粒径分布测量。     

尘埃粒子计数器的性能试验方法

在参考国外尘埃粒子计数器的性能试验方法标准的基础上，根据我国的实际情况，提出尘埃粒子计数器性能指标和相应的实验原理及方法，介绍国家标准草案。     

尘埃粒子计数器单粒子散射光幅值概率分布

详细讨论了激光尘埃粒子计数器单粒子散射光信号幅值分布规律,计算出单粒子散射光信号幅值概率分布函数,给出激光尘埃粒子计数器光学传感器粒径分辨准确计算理论公式。并与实验结果进行了比较。     

标准粒子发生器研制

激光尘埃粒子计数器是测试洁净度必不可少的仪器,在洁净行业中有很重要的地位.本文介绍的自主研制的标准粒子发生器是校准和测试激光尘埃粒子计数器的基准仪器.国内暂时没有同类仪器,国外的仪器昂贵且维护周期长.本文介绍的仪器通过比较国外多种不同类型的发生器,确定适合我国实际需要的技术路线:成本低廉,性能满足要求.在通过大量比对试验后,证明本仪器满足实际使用的需要,并且某些性能甚至超过了国外产品.     

尘埃粒子计数器粒子散射光信号幅度概率分布

针对粒度标定的准确度,在概率空间基础上,提出了尘埃粒子散射光信号幅度概率谱线和散射光信号度概率谱函数的概念,并对谱线在概率空间上的性质进行了研究。利用单分散粒子间的不相关性,将概率论运用于信号处理中,用全概率公式概括了尘埃粒子计数器信号传输的本质,建立了适用于处理尘埃粒子计数器信号的更完善的概率理论西式。文中给出了这一方法的理论分析及国产Y09激光尘埃粒子计数器的实验测试结果。     

基于等效球形颗粒数的颗粒物质量浓度算法

从Mie散射理论出发,推导了粒子计数器(OPC)测量球形颗粒物质量浓度的计算公式.考虑非球形颗粒,从颗粒群粒度分布概念出发,提出了统计意义上的等效球形颗粒数概念,给出了非球形颗粒物质量浓度的理论公式,并利用该理论公式阐明了OPC测量非球形颗粒物质量浓度计算公式的合理性,进而给出了基于等效球形颗粒数的悬浮颗粒物的质量浓度算法.实验结果表明,该算法的质量浓度计算值与实际值十分吻合,因而为实现OPC在线测量悬浮颗粒物的质量浓度提供了一种可行途径.     

光度计与颗粒计数相结合的颗粒质量浓度检测方法研究

基于Mie散射原理,提出了一种光度计与颗粒计数相结合的PM2.5颗粒质量浓度检测方法,一定程度上减少了等效直径大于2.5μm的颗粒所产生的干扰.该方法利用655 nm的激光器对悬浮颗粒物进行照射,通过光电二极管接收Mie-数射光强度,并利用质心法统计分析出现概率最大的光强数据作为PM2.5颗粒所产生的真实散射光强度,从而推断出PM2.5的质量浓度分布.最后,将基于该方法与TSI公司生产的PM2.5检测仪在同一环境下进行对比,发现测量误差显著降低,在高浓度下测量误差仅士5 μg/cm3.     

侧向光散射式颗粒计数技术的研究

分析了一种光学颗粒计数器设计技术的理论和方法 ,并研制了一套用于颗粒计数的实验装置。经过实验验证 ,该装置能够对液体介质中的颗粒状杂质的数量和粒径进行检测。试验表明 ,该装置不仅能够测量大颗粒 ,而且还能够检测较小的颗粒。     

气溶胶颗粒密度测量方法研究

探索研究了静电迁移分级器（DMA）联用气溶胶飞行时间质谱仪（ATOFMS）测量气溶胶颗粒密度的方法。由DMA选出单分散粒径的气溶胶颗粒,通入气溶胶飞行时间质谱仪测定其对应的空气动力学粒径。根据电迁移粒径和空气动力学粒径间的定量关系得到球形颗粒密度或者非球形颗粒的有效密度。首先对已知化学成分和密度的邻苯二甲酸二辛酯（DOP）气溶胶颗粒进行标定实验,然后运用该方法对非球形的硫酸铵、氯化钠、硝酸铵颗粒进行测量,有效密度分别为：1.211 g/cm3、1.333 g/cm3、1.039 g/cm3;球形的橄榄油颗粒密度为0.914 g/cm3。     

一种新的散射光能谱法测量颗粒粒径的方法

基于光散射原理，提出了一种新的测量颗粒粒径大小及分布的方法。与传统的光散射式激光测粒仪不同，本方法以白色光为光源，仅采集一个空间立体角内的散射光能信号，经反演算后求得被测颗粒的粒径及其分布。给出了这一方法的理论分析、数值模拟以及实验研究。     

反常衍射近似在测量圆柱形粒子粒径分布中的应用

在光全散射法颗粒粒径测量中,基于米氏(Mie)理论的计算方法只能求出均匀球形粒子的消光系数,而且计算复杂。通过反常衍射近似(ADA)代替米消光系数,可以简化粒径分布的反演过程。对使用反常衍射近似方法计算圆柱形粒子消光系数的可行性以及限制条件进行深入的研究,并在非独立模式算法下,采用遗传算法反演粒径分布。仿真结果表明,当粒子的相对折射率在一定范围内时,利用反常衍射近似反演圆柱形粒子的粒径分布是完全可行的,反演结果稳定、可靠。对消光值测量结果加入3％相对误差时,反演误差为5．7％。该方法具有简单、直观、计算速度快等优点,适合颗粒粒径的在线测量。     

用光学粒子计数器测颗粒物质量浓度和能见度

2001年夏季和冬季，在北京市大兴区榆垡镇，利用光学粒子计数器、能见度仪和颗粒物质量监测器对近地面大气气溶胶粒子数密度、大气能见度、颗粒物质量浓度(PM10、PM2．5和PM1．0)等进行了联合观测实验，取得了大量相关资料．本文通过对不同尺寸大气气溶胶粒子的数密度与颗粒物质量浓度及大气能见度的多元线性回归分析，给出了利用粒子数密度计算PM10、PM2．5、PM1．0和大气能见度的经验计算公式．     

HEPA/ULPA过滤器效率检测仪器相关问题的探讨

HEPA/ULPA效率测试中气溶胶浓度的准确检测至关重要。本文对光度计(火焰光度计)、光学粒子计数器和凝结核粒子计数器三类常用的高效空气过滤器效率检测仪器的工作原理、简单构成分别进行了介绍,重点分析了其各自的特点以及在实际应用中存在的问题,通过论述指出:随着洁净技术的发展,光学粒子计数器和凝结核粒子计数器将是主流的高效空气过滤器效率检测仪器。     

基于粒子受激散时的烟雾粒子的检测与识别

本文提出了一种基于粒子激光散射来检测和识别非火灾烟雾的吸气式多传感器阵列烟雾探测系统,详细阐述了该系统的结构和信号处理方法;同时提出了利用计算机求解不同物质粒子Mie散射系数的实际计算公式并推导出典型物质粒子的散射光强分布。     

气溶胶质量浓度测量系统的设计与实现

为监测近地面气溶胶颗粒,设计了基于单粒子光散射法的气溶胶质量浓度测量系统。通过高速AD9656转换器与FPGA多通道采集卡对前端光学传感器输出信号进行采集,并由STM32微控制器结合分形反演模型完成气溶胶质量浓度的测定,测量结果通过无线模块传输至云端。实验表明：对于烟尘和空气样品,分形模型反演的质量浓度值与标准值吻合较好,拟合直线斜率分别为0.96257和0.90638,相关系数均高于0.99,表明本文提出的气溶胶质量浓度测量系统具有一定的实用价值。     

利用动态光散射研究包覆材质对纳米茄红素胶囊粒径的影响

利用微乳化技术与复合团聚法制备了单层、双层及多层包覆的纳米茄红素胶囊,并以动态光散射法先后测量分析了包覆材质对这些纳米胶囊的粒径大小及其分布的影响。研究结果表明,以碱处理动物胶单层包覆的纳米茄红素胶囊,其在pH为6.5的磷酸盐缓冲液中会出现比较严重的聚集现象;以碱处理动物胶与k-红藻胶双层包覆的纳米茄红素胶囊,其在pH为5.5的磷酸盐缓冲液中也会出聚集现象,但比单层包覆时要小很多;而多层包覆的纳米茄红素胶囊可在pH为5.5的磷酸盐缓冲液中具有良好的分散性,且没有出现聚集现象。     

利用双角度光学粒子计数器测量大气气溶胶质量浓度

针对大气气溶胶质量浓度的测量在城市污染监测中的重要性,提出了利用双角度光学粒子计数器测量大气气溶胶质量浓度的方法,该方法利用气溶胶粒子体积谱和密度来计算气溶胶质量浓度,可以对不同粒径范围的气溶胶质量浓度进行计算,最后采用2004年9月和2007年11月在北京测量的数据对计算的PM10和PM2.5进行验证,证明此方法是可行的.该方法对使用光学方法测量气溶胶质量浓度具有参考意义.     

基于粒子群优化的数字波束形成算法

波束形成的加权系数求解是一个优化过程,现有算法大多经过多次迭代,计算量大,实现复杂。为降低波束形成算法复杂度,将粒子群优化原理应用于数字波束形成中,提出了基于粒子群优化的自适应数字波束形成算法。该算法将每一组权值作为一个粒子,将阵列加权和的输出信号与干扰噪声比(SINR)作为适应度函数,通过比较各个粒子的适应度值,进行迭代搜索得到最优解。该算法可使天线阵在主波束对准有用信号,同时能有效抑制两个以上的干扰,且对阵列通道误差有较好的稳健性。计算机仿真验证了算法的有效性。     

颗粒浓度及粒度的光散射在线测量

介绍一种在线监测颗粒浓度及粒度变化的光散射方法。着重提出消除观察窗玻璃污染物对测量结果影响的办法。给出了部分现场实测结果。