[发明专利]一种基于光散射响应的气溶胶粒谱、浓度测量方法

权利要求书

1.一种基于光散射响应的气溶胶粒谱测量方法，其特征在于，包括：

S1.对于待测气溶胶粒子群，分别建立N种粒径的目标测量粒子在不同波长入射光作用下的散射光强与各粒子体积和表面积间的线性组合关系，得到散射光强与各粒子对应的表面积组合系数与体积组合系数，选取使各粒子对应的体积组合系数呈等差递增或表面积组合系数呈等差递减的M种波长光作为实际测量中采用的入射光；

S2.对上述M种波长光，分别计算单一波长入射光在单一粒子作用下的散射光强，得到散射光强与粒子粒度依赖于表面积浓度和体积浓度线性组合的行满秩转换矩阵；

S3.分别采集上述M种波长的入射光在待测气溶胶作用下的散射光强度，根据上述转换矩阵，得到气溶胶粒度；

S4.根据气溶胶粒度与目标测量粒子的粒径大小，计算待测气溶胶的概率密度函数。

2.根据权利要求1所述的一种基于光散射响应的气溶胶粒谱测量方法，其特征在于，步骤S1具体包括：

S1.1.对于目标测量的N种粒子粒径d_i，i＝1,...,N，通过仿真计算各波长入射光在各粒子作用下的散射光强度E_ki；其中，E_ki表示第k种波长入射光在第i种粒子作用下得到的散射光强度；k＝1,...,K,KM，K表示仿真计算采用的入射光波长种类；

S1.2.采用线性函数拟合各波长入射光在各粒子作用下的散射光强度；

其中，f(e_ki)表示第k种波长入射光在第i种粒子作用下得到的散射光强度的拟合值，V_i表示第i种粒子的体积，表示第k种波长入射光作用下第i种粒子的体积组合系数，S_i表示第i种粒子的表面积，表示第k种波长入射光作用下第i种粒子的表面积组合系数；

S1.3.根据拟合结果，选用使各粒子体积组合系数等差递增或表面积组合系数等差递减的M种波长光作为实际测量中预采用的入射光。

3.根据权利要求1所述的一种基于光散射响应的气溶胶粒谱测量方法，其特征在于，步骤S2具体包括：

S2.1.对于目标测量的N种粒子粒径d_i，i＝1,...,N，分别计算各粒子在不同波长入射光照射下得到的散射光强E_ji；其中，E_ji表示第j种波长入射光在第i种粒子作用下得到的散射光强度；j＝1,...,M，M表示实际测量中采用的入射光波长种类；

S2.2.根据公式计算散射光强E_ji与第i种粒子粒度的转换系数T_ji，并将所有粒子在所有波长下的转换系数拼接为依赖于表面积浓度和体积浓度线性组合的行满秩转换矩阵T_M×N。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于光散射响应的气溶胶粒谱测量方法，其特征在于，步骤S3具体包括：

S3.1.将M种波长的入射光依次扫描待测气溶胶，得到M种散射光强E_M×1；

S3.2.通过公式E_M×1＝T_M×N×W_N×1计算待测气溶胶中N种粒径的粒度W_N×1。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于光散射响应的气溶胶粒谱测量方法，其特征在于，S4具体为：根据待测气溶胶中N种粒径的粒度W_N×1与粒径d_i的大小，根据以下公式计算待测气溶胶的概率密度函数f_N×1；

W_i＝f(d_i)×d_i

其中，W_i为粒度W_N×1中的元素；d_i为气溶胶中第i种粒子的粒径；f(d_i)为气溶胶中第i种粒子的概率密度。