激光尘埃粒子计数器信号幅度概率密度函数

为了研究激光尘埃粒子计数器计数信号幅度概率分布,对激光尘埃粒子计数器计数信号幅度概率分布与传感器光敏区光强分布、采样气流中的粒子数密度、气体层流速度分布之间的关系进行了理论分析。采用自行设计的带保护气套的光电传感器测定粒子计数信号幅度概率分布,给出的分布模型与理论分析相吻合。结果表明,尘埃粒子计数器计数信号幅度概率分布由传感器光敏区光强分布和粒子数密度空间分布共同决定,这为尘埃粒子计数器的设计提供了理论依据。     

获取多波长气溶胶光学特性的方法研究

为了获得多波长气溶胶的垂直消光特性,本文提出了一种综合利用光学粒子计数器、能见度仪和激光雷达获取多波长气溶胶光学特性的新方法。该方法根据光学粒子计数器测量的谱分布、能见度仪测量的能见度和激光雷达测量的消光后向散射比反演出气溶胶粒子(λ=0.532μm)的折射率,作为初始值,根据气溶胶模式提供的折射率随波长的变化关系,确定其他波长上的折射率。再根据气溶胶折射率和谱分布计算不同波长上的消光特性,最后采用激光雷达测量的垂直消光廓线来反演其他波长上的消光廓线。以0.532μm,1.06μm和 10.6μm三波长为例,给出北京2004年8月24日气溶胶在不同波长上的垂直消光廓线。     

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.     

合肥、岳西、厦门和北京气溶胶谱分布特征分析

为了研究中国东部典型地区气溶胶粒子谱分布特征,建立东部典型地区的气溶胶粒子谱分布模式,1998年11月～2010年6月期间,使用光学粒子计数器对合肥、岳西、厦门和北京等地区的大气气溶胶进行了长期测量.使用对数正态分布对谱分布进行拟合,对不同地区不同月份的气溶胶谱分布进行了统计和对比分析,初步建立中国东部典型地区气溶胶谱...     

雾滴谱分布和雾对红外的衰减

雾天气是一种常见的天气现象,为了研究雾气溶胶的特性,利用光学粒子计数器对雾的实际测量结果,使用Junge谱、对数正态谱和Γ谱对雾气溶胶谱分布特性进行了拟合,分析了地面雾和山顶雾气溶胶谱分布的特征。最后还对雾气溶胶在可见和红外波段的消光特性进行了计算。     

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。     

激光尘埃粒子计数器反射腔偏差分析

目前激光尘埃粒子计数器的应用非常广泛,但各方面参数的选择还都不是很完善。将激光尘埃粒子计器的反射腔工作原理建立了几何模型,用数学公式表达出气溶胶粒子偏离焦点后在反射腔上的偏差,为实际生产和使用提供了依据。     

凝聚核粒子计数器(CNC)

当今技术还不能提供灵敏度高于0.05微米的光学粒子计数器,因为低于此值时,光分子的散射会大于干扰粒子测量。对于此种超细微粒的测量必须采用凝聚核粒子计数器(CNC)。凝聚核粒子计数器的测量原理是利用在超细微粒子周围产生凝聚作用,从而使被测微粒子粒径扩大,以便于采集测量。美国MetOne出产的凝聚核粒子计数器专门用来测量超细微粒,对超纯气体的测量灵敏度可高达0.005微米,远远高于普通光学粒子计数器。全部MetOneCNC-1100系列的计数器除了可用来采样洁净室内的空气,还可采样氮气和惰性气体,如:氩气、氦气。其中CNC-1107型的计数器…     

霾天气气溶胶谱分布特征分析

霾天气是一种常见的天气现象,它严重影响大气能见度和大气光传输。为了研究霾气溶胶的特性,利用粒子计数器对不同地区霾天气气溶胶实际测量结果使用Junge谱和对数正态谱对霾气溶胶粒子谱进行拟合,得到不同地区霾气溶胶粒子谱分布的特征,最后还分析了霾天气过程中气溶胶粒子大小随相对湿度的变化规律。     

气溶胶粒子凝聚模型研究进展(特邀)EI北大核心CSCD

气溶胶粒子凝聚模型作为研究大气中的粒子运动过程和凝聚体形貌特征的重要手段,在光学、天体物理学和材料学等领域有着重要应用。文中根据气溶胶粒子凝聚相关理论及影响因素,分析了气溶胶粒子的凝聚机理,阐述了几种主要的气溶胶粒子凝聚模型,介绍了凝聚模型在光学、天体物理学和动力学等领域的应用,总结了主要凝聚模型的优化现状,结合目前气溶胶粒子凝聚模型的应用现状及挑战,从实现非球形粒子凝聚、多因素耦合及凝聚体实时空间分布仿真等方面进行了展望。     

海洋大气气溶胶粒子谱分布及其消光特征分析

为研究海洋大气气溶胶粒子数浓度时空分布和粒径谱分布特征,2014年8月至2016年3月期间,利用光学粒子计数器和自动气象站等设备在广州茂名海边、东海和南海海域、三亚近海海域以及太平洋和印度洋海域对海洋大气气溶胶粒子数密度谱及大气温度、湿度、气压、风速等进行了测量。对不同海域不同气象条件下的谱分布特征进行了统计分析,并对谱分布进行了拟合。结果表明海洋大气气溶胶粒子谱分布是由一个细粒模和一个中间模组成,但近海的粒子数浓度大于远海。远海气溶胶粒子谱型稳定,海面风力是引起粒子数浓度变化的主要原因。东海和南海的粒子谱分为二段,小于0.5 m时用Junge谱的指数分布来描述,0.5~4 m段用对数正态分布来描述。大风天气下海洋气溶胶的消光系数明显增加,且在1~3 m波段的消光特征基本不受波长的影响。     

尘埃粒子计数器信号传输特性研究

为了研究尘埃粒子计数器信号传输的本质特性,采用从单粒子信号出发的方法,在研究单粒子散射光收集特性、光电转换特性的基础上分析单径粒子群信号分布的统计特性及混合粒子群在传感器中的输入-输出信号传输特性,并进行了实验验证,实验值与理论值基本一致,相关系数高达0.9以上。结果表明,尘埃粒子计数器的信号传输特性的本质是将粒子群的粒径分布描述方式以线性变换的方式转换成相应的脉冲信号幅值分布描述方式。这一结果为促进仪器向大流量、高灵敏方向发展奠定了理论基础。     

大气气溶胶细粒子谱校正方法实验研究

利用Gilibrator-2电子皂膜流量计对扫描电迁移率粒径分析仪(scanning mobility particle sizer,SMPS)的系统流量进行了校正,同时利用气溶胶发生器对SMPS测量粒径的准确度进行了检测。结果表明:校正SMPS系统流量前,其样流和鞘流的面板显示值与实际值存在偏差。用标准粒径200 nm的聚苯乙烯乳胶球发生气溶胶,得到校正面板流量前后SMPS的峰值直径分别为274.3 nm和198.7 nm,测量结果与标准粒径的偏差从36.1%降低到2.1%,校正后可以实现准确测量。对比分析了校正流量前后SMPS谱分布和数浓度的变化情况以说明校正的必要性。     

北京奥运期间大气光学特征初步分析

以双波长三通道拉曼激光雷达对2008年北京奥运会期间大气状况进行了测量与分析,给出了奥运主场馆上空气溶胶消光系数、后向散射回波信号及波长消光比垂直分布及时空变化,计算了气溶胶消光散射比、光学厚度及Angstrom波长指数,结合地面监测数据分析了奥运期间典型天气间气溶胶光学特征的变化.结果表明,8～9日两天空气污染相对较重,主要为较大粒径粒子所致,降雨后气溶胶光学厚度有着明显的升高过程,出现较小粒径污染物的堆积.     

典型地区大气气溶胶谱分布和复折射率特征研究

为了研究典型地区大气气溶胶的谱分布和复折射率的特性,综合运用了黑碳仪、能见度仪、积分浊度仪以及光学粒子计数器等仪器对大气气溶胶进行测量。根据球形粒子的Mie散射理论,利用各仪器测量的数据反演得到气溶胶复折射率,并分析了各个地区的粒子谱分布特征,消光系数和吸收系数随波长的变化关系。结果表明,新疆地区、天津地区、厦门地区及合肥地区的大气气溶胶折射率实部nr都在1.5左右,虚部ni分别为0.01、0.017、0.008和0.016。新疆地区的数浓度谱分布可以用Junge分布来描述,天津地区、合肥地区和厦门地区数浓度谱分布可以用Junge分布和对数正态分布来共同描述。最后还对四地区气溶胶消光和吸收特性随波长的变化关系进行描述,这对于研究气溶胶气候效应具有一定的参考价值。     

不同光源对激光尘埃粒子计数器性能的影响

使用Beam Profile2350 光束诊断仪测量了氦氖激光和半导体激光两种典型光源的光束特性,并分析了将它们作为激光尘埃粒子计数器的光源时,其在光敏区所产生光场的不均匀性。同时讨论了光场不均匀对计数器性能的影响,计算了两种不同光源下,计数器计数效率和分辨比率的差异。结果表明,以半导体激光作为计数器光源时,光敏区的光强均匀性更好,计数效率更高,粒径的分辨比率较氦氖激光作用时提高了17 % ,增大了粒径的有效测量范围。     

鞘气辅助空气动力学透镜的干法气溶胶喷印装置设计

针对湿法气溶胶技术在喷印过程中由于需要提高喷印线条精度和使用有机溶剂而带来的诸多问题,设计了一种鞘气辅助空气动力学透镜的干法气溶胶喷印装置,实现金属纳米颗粒材料的聚焦和沉积。该装置以鞘气辅助空气动力学透镜作为聚焦模块、以纳米银粉作为材料,避免了因使用有机溶剂带来的问题。在使用透镜公式计算的基础上,通过透镜计算器综合得出透镜结构尺寸,选择合适方式引入鞘气辅助聚焦,通过SolidWorks建模软件对装置进行建模,并采用Ansys Fluent仿真软件对空气动力学透镜进行仿真分析。仿真结果表明：颗粒粒径对透镜聚焦效果有较大影响;辅助鞘气倾角为40°时装置有更好的聚焦效果。在已构建的气溶胶喷印平台上对所设计装置进行实验研究,探究喷印线条形貌变化。在实验研究中获得了最小线宽为86.09μm的喷印线条,相当于喷嘴直径的43%。同时实验结果表明载气体积流量、基底温度、鞘气体积流量对喷印线条宽度有较大影响,对线条高度影响较小,喷印层数对线条宽度、高度都有较大影响。     

不同光源对激光尘埃粒子计数器性能的影响

使用Beam Profile2350光束诊断仪测量了氦氖激光和半导体激光两种典型光源的光束特性,并分析了将它们作为激光尘埃粒子计数器的光源时,其在光敏区所产生光场的不均匀性。同时讨论了光场不均匀对计数器性能的影响,计算了两种不同光源下,计数器计数效率和分辨比率的差异。结果表明,以半导体激光作为计数器光源时,光敏区的光强均匀性更好,计数效率更高,粒径的分辨比率较氦氖激光作用时提高了17％,增大了粒径的有效测量范围。     

沙尘天气的气溶胶特性研究

沙尘天气是一种特殊的天气现象,为了研究沙尘天气下气溶胶的特性,利用激光雷达和粒子计数器的实际测量结果,对浮尘、扬沙和沙尘暴三种天气下沙尘气溶胶谱分布特性进行了分析,并分析了风的扬沙作用。最后利用激光雷达测量结果对扬沙天气的形成发展和消退过程进行了分析。     

基于线阵光电传感器的高精度气溶胶粒径浓度测量

本文提出一种使用一维线阵光电传感器作为测量装置的方法,实现气溶胶粒径与浓度的高精度测量。通过流速气溶胶粒径瞬态直接成像计算的手段,进行实时区域尺度范围内气溶胶的浓度检测。其理论模型首次采用了线阵光电传感器与高倍显微物镜的物像共轭放大成像,避免常规误差较大的全散射米氏光学模型,同时克服了面阵成像瞬时采样的弛豫效应,计算量少且测量精度较高。实验结果表明,系统可检测的气溶胶粒子范围在1~10 m区间,测量误差优于8%。