在火災(zāi)探測技術(shù)領(lǐng)域,火災(zāi)煙霧和非火災(zāi)干擾顆粒的識別有助于降低基于光散射的感煙探測器的誤報率,使其在不影響正常生產(chǎn)生活的前提下對真實(shí)火災(zāi)進(jìn)行報警。在大氣氣溶膠監(jiān)測領(lǐng)域,基于光散射特性差異進(jìn)行氣溶膠顆粒類型識別有助于更精確地評估氣候效應(yīng)和健康效應(yīng)。不同類型顆粒的粒徑分布、微觀形貌、折射率及化學(xué)成分等基本特性往往具有顯著的差異,導(dǎo)致其光散射特性也各不相同。深入研究不同類型顆粒的光散射特征規(guī)律對于有效識別典型火災(zāi)煙霧和各類大氣氣溶膠顆粒具有重要意義,因此顆粒光散射特性研究成為近年來的研究熱點(diǎn)之一。相較于散射光強(qiáng)分布,光散射矩陣能夠提供更加豐富的顆粒散射特征信息,可為顆粒類型的識別提供更新的理論和技術(shù)支撐。目前,雖然已有針對多種顆粒光散射矩陣的測量及模擬研究,但是水泥粉塵、東亞沙塵及黑碳顆粒光散射矩陣的角度分布規(guī)律尚需進(jìn)一步研究,并且基于光散射矩陣的多種氣溶膠顆粒類型識別方法尚需進(jìn)一步論證。因此,本文進(jìn)行典型的火災(zāi)煙霧顆粒（黑碳顆粒）及大氣氣溶膠顆粒（粉塵顆粒）光散射矩陣各非零矩陣元素的角度分布規(guī)律及其用于識別顆粒類型的可行性研究,具體工作為:（1）改進(jìn)并驗(yàn)證顆粒光散射矩陣實(shí)驗(yàn)測量系統(tǒng)。在課題組... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：147 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
縮略語
第1章 緒論
    1.1 顆粒類型識別及其重要意義
        1.1.1 火災(zāi)煙霧探測及干擾顆粒區(qū)分
        1.1.2 大氣氣溶膠及其分類
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 顆粒光散射矩陣元素實(shí)驗(yàn)測量
        1.2.2 顆粒光散射矩陣數(shù)值模擬
        1.2.3 基于光散射矩陣元素的顆粒識別方法
        1.2.4 光散射矩陣研究中存在的問題
    1.3 研究目標(biāo)及內(nèi)容
        1.3.1 研究目標(biāo)
        1.3.2 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
    1.4 章節(jié)安排
    參考文獻(xiàn)
第2章 顆粒理化特征及光散射
    2.1 氣溶膠顆粒理化特征
        2.1.1 微觀形貌與折射率
        2.1.2 粒徑及其分布
    2.2 顆粒光散射基本原理
        2.2.1 顆粒光散射過程概述
        2.2.2 偏振光及Stokes向量
        2.2.3 光散射矩陣及積分光學(xué)特性
    2.3 顆粒光學(xué)特性數(shù)值計算方法
        2.3.1 Lorenz-Mie理論
        2.3.2 T矩陣
        2.3.3 離散偶極子近似
        2.3.4 幾何光學(xué)近似
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第3章 多角度光散射矩陣測量系統(tǒng)改進(jìn)
    3.1 光散射矩陣測量原理與系統(tǒng)
        3.1.1 測量原理及改進(jìn)方案
        3.1.2 光學(xué)系統(tǒng)
        3.1.3 信號檢測系統(tǒng)
        3.1.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
    3.2 光學(xué)系統(tǒng)的矩陣傳遞方程
    3.3 測量系統(tǒng)調(diào)試
        3.3.1 散射平面調(diào)整
        3.3.2 光學(xué)元件光軸取向角與電光調(diào)制器輸入電壓調(diào)試
    3.4 實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理方法
    3.5 水霧滴光散射矩陣測量及測量系統(tǒng)驗(yàn)證
    3.6 測量系統(tǒng)后向散射角覆蓋范圍的擴(kuò)展
    3.7 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第4章 粉塵顆粒光散射矩陣實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 典型人為源水泥粉塵光散射矩陣測量
        4.1.1 水泥粉塵研究必要性
        4.1.2 水泥粉塵樣品的理化特性
        4.1.3 粉塵氣溶膠的生成方式
        4.1.4 水泥粉塵的光散射矩陣
    4.2 自然源黃土粉塵光散射矩陣測量
        4.2.1 黃土粉塵及其長距離傳輸
        4.2.2 細(xì)黃土粉塵樣品的理化特性
        4.2.3 細(xì)黃土粉塵的光散射矩陣
    4.3 粒徑對黃土粉塵光散射矩陣的影響
        4.3.1 不同粒徑黃土粉塵理化特性
        4.3.2 不同粒徑黃土粉塵的光散射矩陣及差異原因分析
        4.3.3 黃土粉塵的平均散射矩陣
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第5章 黑碳顆粒光散射矩陣研究
    5.1 黑碳顆粒及其光學(xué)性質(zhì)模擬
    5.2 黑碳顆粒的粒徑及形態(tài)特征
    5.3 黑碳顆粒光散射矩陣測量
    5.4 理想分形顆粒模型模擬黑碳散射矩陣的適用性
        5.4.1 理想分形顆粒模型及其形態(tài)與光學(xué)參數(shù)
        5.4.2 理想分形顆粒模型對黑碳散射矩陣的復(fù)現(xiàn)效果
    5.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第6章 基于光散射矩陣元素的不同類型顆粒識別判據(jù)
    6.1 532nm波段下的顆粒識別
    6.2 405nm波段下的顆粒識別
    6.3 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第7章 工作總結(jié)與展望
    7.1 工作總結(jié)
    7.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 研究展望
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]火災(zāi)煙霧顆粒532nm光散射矩陣實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張啟興,李耀東,鄧小玖,張永明.  物理學(xué)報. 2011(08)

博士論文
[1]東亞區(qū)域長距離傳輸條件下氣溶膠單顆粒的老化特性研究[D]. 徐亮.山東大學(xué) 2019
[2]典型納米顆粒及燃燒源PM2.5的生物安全性研究[D]. 榮蕊.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[3]基于雙波長的多參數(shù)火災(zāi)探測方法研究[D]. 鄧田.華中科技大學(xué) 2017
[4]沙塵和混合型沙塵氣溶膠的大氣遙感[D]. 田鵬飛.蘭州大學(xué) 2017
[5]低壓條件下正庚烷油池火產(chǎn)煙特性與煙粒子散射特性研究[D]. 楊慎林.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[6]燃煤排放PM2.5單顆粒特征及其在大氣環(huán)境中的變化[D]. 趙承美.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 2016
[7]火災(zāi)煙霧顆粒散射矩陣模擬測量與粒徑折射率反演研究[D]. 張啟興.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[8]火災(zāi)煙顆粒偏振光散射特征的研究[D]. 喬利鋒.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
[9]火災(zāi)煙顆粒光散射模型的研究[D]. 謝啟源.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]氣溶膠單粒子的偏振光散射特性研究[D]. 陳旭.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018



本文編號：3156116