光程和容積連續(xù)可調(diào)式粒子消光系數(shù)測試裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及氣溶膠粒子和煙幕粒子消光系數(shù)測試技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種光程和容 積連續(xù)可調(diào)式粒子消光系數(shù)測試裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氣溶膠或煙幕粒子對(duì)電磁輻射的吸收和散射衰減總體上稱為消光，研宄這些粒子 對(duì)特定波段電磁波的消光作用，對(duì)描述大氣的電磁波傳輸特性、大氣潔凈度以及特定粒子 對(duì)特定電磁波的消光特性均具有重要作用。
[0003] 質(zhì)量消光系數(shù)指單位質(zhì)量氣溶膠的遮蔽面積，用于表征氣溶膠粒子對(duì)電磁輻射衰 減的能力大小，其數(shù)值越大，說明衰減效果越好。
[0004] 根據(jù)Lambert-Beer定律，質(zhì)量消光系數(shù)a的計(jì)算公式為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光程和容積連續(xù)可調(diào)式粒子消光系數(shù)測試裝置，該裝置包括煙幕箱體、粒子噴 灑器和攪拌風(fēng)扇，其特征在于：所述煙幕箱體為長方體形空腔箱體，其頂壁、底壁、左側(cè)壁、 右側(cè)壁和后側(cè)壁均為固定箱壁，其左側(cè)壁和右側(cè)壁上分別標(biāo)注有以后側(cè)壁為起點(diǎn)的距離刻 度，其左側(cè)壁、右側(cè)壁與頂壁、底壁的接縫處設(shè)有滑軌，其前側(cè)壁為對(duì)開門式箱壁，并與所述 滑軌滑動(dòng)配合，其前側(cè)壁與后側(cè)壁、其左側(cè)壁與右側(cè)壁上分別開設(shè)有面對(duì)面布置的探測窗
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光程和容積連續(xù)可調(diào)式粒子消光系數(shù)測試裝置，其特征在 于：所述煙幕箱體的前側(cè)壁由對(duì)開門式箱門和帶有側(cè)翼的移動(dòng)框架組成，所述對(duì)開門式箱 門鉸接在移動(dòng)框架上，所述側(cè)翼的邊緣設(shè)有與滑軌配合的滑輪。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光程和容積連續(xù)可調(diào)式粒子消光系數(shù)測試裝置，其特征在 于：所述粒子噴灑器由喇叭形噴灑頭和漏斗式送料管組成，所述漏斗式送料管內(nèi)裝有待分 散粒子，其一端連接鼓風(fēng)機(jī)，另一端連接喇叭形噴灑頭，所述喇叭形噴灑頭穿過其中一個(gè)探 測窗口伸入煙幕箱體內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光程和容積連續(xù)可調(diào)式粒子消光系數(shù)測試裝置，其特征在 于：所述攪拌風(fēng)扇的數(shù)量為兩個(gè)，分別設(shè)置在煙幕箱體的對(duì)角線兩端。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光程和容積連續(xù)可調(diào)式粒子消光系數(shù)測試裝置，其特征在 于：所述煙幕箱體的頂壁上設(shè)有帶濾網(wǎng)的排煙口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光程和容積連續(xù)可調(diào)式粒子消光系數(shù)測試裝置，其特征在 于：該裝置還包括移動(dòng)承載底座，所述移動(dòng)承載底座設(shè)置在煙幕箱體下方，用于固定、承載 和移動(dòng)煙幕箱體；所述移動(dòng)承載底座由金屬框架及其四角處的滾輪組成或者由金屬板及其 四角處的滾輪組成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光程和容積連續(xù)可調(diào)式粒子消光系數(shù)測試裝置的測試 方法，其特征在于，包括以下步驟： (I) 對(duì)不同光程下不同質(zhì)量濃度待測粒子的平均質(zhì)量消光系數(shù)進(jìn)行測試，具體包括： (II) 將輻射源和探測器分別設(shè)置在前側(cè)壁和后側(cè)壁上面對(duì)面布置的探測窗口處，將粒 子噴灑器從左側(cè)壁或右側(cè)壁上的探測窗口處伸入煙幕箱體內(nèi)； (12) 在未噴灑待測粒子的情況下，獲取輻射源的輻射經(jīng)過空的煙幕箱體到達(dá)探測器的 初始測量值I。； (13) 將質(zhì)量為!1^的待測粒子噴灑至煙幕箱體內(nèi)，同時(shí)開啟攪拌風(fēng)扇，使待測粒子分布 均勻； (14) 根據(jù)預(yù)設(shè)光程Li或者預(yù)設(shè)容積V i對(duì)應(yīng)的光程L i，沿滑軌推拉煙幕箱體的前側(cè)壁， 使其與左右兩側(cè)壁上相應(yīng)的刻度值對(duì)齊，獲取輻射源的輻射經(jīng)過待測粒子到達(dá)探測器的測 量值I i; (15) 采用以下公式，計(jì)算得到待測粒子的質(zhì)量消光系數(shù)ai:
(16) 改變預(yù)設(shè)光程Li或者預(yù)設(shè)容積Vi對(duì)應(yīng)的光程Li,重復(fù)上述步驟（14)和（15)，得 到不同光程下不同質(zhì)量濃度待測粒子的質(zhì)量消光系數(shù)a i，并采用以下公式，計(jì)算得到不同 光稈下不同質(zhì)量濃度待測粒子的平均質(zhì)量消光系數(shù)δ:
其中，η表示測試次數(shù)； (2)對(duì)固定光程下不同質(zhì)量濃度待測粒子的平均質(zhì)量消光系數(shù)進(jìn)行測試，具體包括： (21) 將輻射源和探測器分別設(shè)置在左側(cè)壁和右側(cè)壁上面對(duì)面布置的探測窗口處，將粒 子噴灑器從前側(cè)壁或后側(cè)壁上的探測窗口處伸入煙幕箱體內(nèi)； (22) 在未噴灑待測粒子的情況下，獲取輻射源的輻射經(jīng)過空的煙幕箱體到達(dá)探測器的 初始測量值I。； (23) 將質(zhì)量為!1^的待測粒子噴灑至煙幕箱體內(nèi)，同時(shí)開啟攪拌風(fēng)扇，使待測粒子分布 均勻； (24) 根據(jù)預(yù)設(shè)容積Vi,沿滑軌推拉煙幕箱體的前側(cè)壁，使其與左右兩側(cè)壁上相應(yīng)的刻 度值對(duì)齊，獲取輻射源的輻射經(jīng)過待測粒子到達(dá)探測器的測量值I i; (25) 采用以下公式，計(jì)算得到待測粒子的質(zhì)量消光系數(shù)ai:
其中，L。表示固定光程； (26) 改變預(yù)設(shè)容積Vi,重復(fù)上述步驟（24)和（25)，得到固定光程下不同質(zhì)量濃度待測 粒子的質(zhì)量消光系數(shù)a i，并采用以下公式，計(jì)算得到固定光程下不同質(zhì)量濃度待測粒子的 平均質(zhì)量消光系數(shù)^
其中，η表示測試次數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種光程和容積連續(xù)可調(diào)式粒子消光系數(shù)測試裝置，包括煙幕箱體、粒子噴灑器和攪拌風(fēng)扇，所述煙幕箱體為長方體形空腔箱體，其頂壁、底壁、左側(cè)壁、右側(cè)壁和后側(cè)壁均為固定箱壁，其左側(cè)壁和右側(cè)壁上分別標(biāo)注有以后側(cè)壁為起點(diǎn)的距離刻度，其左側(cè)壁、右側(cè)壁與頂壁、底壁的接縫處設(shè)有滑軌，其前側(cè)壁為對(duì)開門式箱壁，并與所述滑軌滑動(dòng)配合，其前側(cè)壁與后側(cè)壁、其左側(cè)壁與右側(cè)壁上分別開設(shè)有面對(duì)面布置的探測窗口。本發(fā)明還提供一種光程和容積連續(xù)可調(diào)式粒子消光系數(shù)測試裝置的測試方法。本發(fā)明取代了現(xiàn)有的光程固定、體積龐大、耗費(fèi)樣品量大的煙幕箱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，提高了測試結(jié)果的客觀性和準(zhǔn)確度，增強(qiáng)了測試的通用性。
【IPC分類】G01N21-41, G01N21-59
【公開號(hào)】CN104655589
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510059058
【發(fā)明人】李曉霞, 馬德躍, 郭宇翔, 馮云松, 程正東, 朱斌, 呂相銀
【申請(qǐng)人】中國人民解放軍電子工程學(xué)院
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年2月4日