光程和容積連續可調式粒子消光系數測試裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及氣溶膠粒子和煙幕粒子消光系數測試技術領域，具體是一種光程和容 積連續可調式粒子消光系數測試裝置及方法。
【背景技術】
[0002] 氣溶膠或煙幕粒子對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 對特定波段電磁波的消光作用，對描述大氣的電磁波傳輸特性、大氣潔凈度以及特定粒子 對特定電磁波的消光特性均具有重要作用。
[0003] 質量消光系數指單位質量氣溶膠的遮蔽面積，用于表征氣溶膠粒子對電磁輻射衰 減的能力大小，其數值越大，說明衰減效果越好。
[0004] 根據Lambert-Beer定律，質量消光系數a的計算公式為：
【主權項】
1. 一種光程和容積連續可調式粒子消光系數測試裝置，該裝置包括煙幕箱體、粒子噴 灑器和攪拌風扇，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、左側壁、 右側壁和后側壁均為固定箱壁，其左側壁和右側壁上分別標注有以后側壁為起點的距離刻 度，其左側壁、右側壁與頂壁、底壁的接縫處設有滑軌，其前側壁為對開門式箱壁，并與所述 滑軌滑動配合，其前側壁與后側壁、其左側壁與右側壁上分別開設有面對面布置的探測窗
2. 根據權利要求1所述的光程和容積連續可調式粒子消光系數測試裝置，其特征在 于：所述煙幕箱體的前側壁由對開門式箱門和帶有側翼的移動框架組成，所述對開門式箱 門鉸接在移動框架上，所述側翼的邊緣設有與滑軌配合的滑輪。
3. 根據權利要求1所述的光程和容積連續可調式粒子消光系數測試裝置，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裝有待分 散粒子，其一端連接鼓風機，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探 測窗口伸入煙幕箱體內。
4. 根據權利要求1所述的光程和容積連續可調式粒子消光系數測試裝置，其特征在 于：所述攪拌風扇的數量為兩個，分別設置在煙幕箱體的對角線兩端。
5. 根據權利要求1所述的光程和容積連續可調式粒子消光系數測試裝置，其特征在 于：所述煙幕箱體的頂壁上設有帶濾網的排煙口。
6. 根據權利要求1所述的光程和容積連續可調式粒子消光系數測試裝置，其特征在 于：該裝置還包括移動承載底座，所述移動承載底座設置在煙幕箱體下方，用于固定、承載 和移動煙幕箱體；所述移動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. 根據權利要求1所述的一種光程和容積連續可調式粒子消光系數測試裝置的測試 方法，其特征在于，包括以下步驟： (I) 對不同光程下不同質量濃度待測粒子的平均質量消光系數進行測試，具體包括： (II) 將輻射源和探測器分別設置在前側壁和后側壁上面對面布置的探測窗口處，將粒 子噴灑器從左側壁或右側壁上的探測窗口處伸入煙幕箱體內； (12) 在未噴灑待測粒子的情況下，獲取輻射源的輻射經過空的煙幕箱體到達探測器的 初始測量值I。； (13) 將質量為!1^的待測粒子噴灑至煙幕箱體內，同時開啟攪拌風扇，使待測粒子分布 均勻； (14) 根據預設光程Li或者預設容積V i對應的光程L i，沿滑軌推拉煙幕箱體的前側壁， 使其與左右兩側壁上相應的刻度值對齊，獲取輻射源的輻射經過待測粒子到達探測器的測 量值I i; (15) 采用以下公式，計算得到待測粒子的質量消光系數ai:
(16) 改變預設光程Li或者預設容積Vi對應的光程Li,重復上述步驟（14)和（15)，得 到不同光程下不同質量濃度待測粒子的質量消光系數a i，并采用以下公式，計算得到不同 光稈下不同質量濃度待測粒子的平均質量消光系數δ:
其中，η表示測試次數； (2)對固定光程下不同質量濃度待測粒子的平均質量消光系數進行測試，具體包括： (21) 將輻射源和探測器分別設置在左側壁和右側壁上面對面布置的探測窗口處，將粒 子噴灑器從前側壁或后側壁上的探測窗口處伸入煙幕箱體內； (22) 在未噴灑待測粒子的情況下，獲取輻射源的輻射經過空的煙幕箱體到達探測器的 初始測量值I。； (23) 將質量為!1^的待測粒子噴灑至煙幕箱體內，同時開啟攪拌風扇，使待測粒子分布 均勻； (24) 根據預設容積Vi,沿滑軌推拉煙幕箱體的前側壁，使其與左右兩側壁上相應的刻 度值對齊，獲取輻射源的輻射經過待測粒子到達探測器的測量值I i; (25) 采用以下公式，計算得到待測粒子的質量消光系數ai:
其中，L。表示固定光程； (26) 改變預設容積Vi,重復上述步驟（24)和（25)，得到固定光程下不同質量濃度待測 粒子的質量消光系數a i，并采用以下公式，計算得到固定光程下不同質量濃度待測粒子的 平均質量消光系數^
其中，η表示測試次數。
【專利摘要】本發明提供一種光程和容積連續可調式粒子消光系數測試裝置，包括煙幕箱體、粒子噴灑器和攪拌風扇，所述煙幕箱體為長方體形空腔箱體，其頂壁、底壁、左側壁、右側壁和后側壁均為固定箱壁，其左側壁和右側壁上分別標注有以后側壁為起點的距離刻度，其左側壁、右側壁與頂壁、底壁的接縫處設有滑軌，其前側壁為對開門式箱壁，并與所述滑軌滑動配合，其前側壁與后側壁、其左側壁與右側壁上分別開設有面對面布置的探測窗口。本發明還提供一種光程和容積連續可調式粒子消光系數測試裝置的測試方法。本發明取代了現有的光程固定、體積龐大、耗費樣品量大的煙幕箱實驗系統，提高了測試結果的客觀性和準確度，增強了測試的通用性。
【IPC分類】G01N21-41, G01N21-59
【公開號】CN104655589
【申請號】CN201510059058
【發明人】李曉霞, 馬德躍, 郭宇翔, 馮云松, 程正東, 朱斌, 呂相銀
【申請人】中國人民解放軍電子工程學院
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年2月4日