光程和容积连续可调式粒子消光系数测试装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及气溶胶粒子和烟幕粒子消光系数测试技术领域，具体是一种光程和容 积连续可调式粒子消光系数测试装置及方法。
【背景技术】
[0002] 气溶胶或烟幕粒子对电磁辐射的吸收和散射衰减总体上称为消光，研宄这些粒子 对特定波段电磁波的消光作用，对描述大气的电磁波传输特性、大气洁净度以及特定粒子 对特定电磁波的消光特性均具有重要作用。
[0003] 质量消光系数指单位质量气溶胶的遮蔽面积，用于表征气溶胶粒子对电磁辐射衰 减的能力大小，其数值越大，说明衰减效果越好。
[0004] 根据Lambert-Beer定律，质量消光系数a的计算公式为：
【主权项】
1. 一种光程和容积连续可调式粒子消光系数测试装置，该装置包括烟幕箱体、粒子喷 洒器和搅拌风扇，其特征在于：所述烟幕箱体为长方体形空腔箱体，其顶壁、底壁、左侧壁、 右侧壁和后侧壁均为固定箱壁，其左侧壁和右侧壁上分别标注有以后侧壁为起点的距离刻 度，其左侧壁、右侧壁与顶壁、底壁的接缝处设有滑轨，其前侧壁为对开门式箱壁，并与所述 滑轨滑动配合，其前侧壁与后侧壁、其左侧壁与右侧壁上分别开设有面对面布置的探测窗
2. 根据权利要求1所述的光程和容积连续可调式粒子消光系数测试装置，其特征在 于：所述烟幕箱体的前侧壁由对开门式箱门和带有侧翼的移动框架组成，所述对开门式箱 门铰接在移动框架上，所述侧翼的边缘设有与滑轨配合的滑轮。
3. 根据权利要求1所述的光程和容积连续可调式粒子消光系数测试装置，其特征在 于：所述粒子喷洒器由喇叭形喷洒头和漏斗式送料管组成，所述漏斗式送料管内装有待分 散粒子，其一端连接鼓风机，另一端连接喇叭形喷洒头，所述喇叭形喷洒头穿过其中一个探 测窗口伸入烟幕箱体内。
4. 根据权利要求1所述的光程和容积连续可调式粒子消光系数测试装置，其特征在 于：所述搅拌风扇的数量为两个，分别设置在烟幕箱体的对角线两端。
5. 根据权利要求1所述的光程和容积连续可调式粒子消光系数测试装置，其特征在 于：所述烟幕箱体的顶壁上设有带滤网的排烟口。
6. 根据权利要求1所述的光程和容积连续可调式粒子消光系数测试装置，其特征在 于：该装置还包括移动承载底座，所述移动承载底座设置在烟幕箱体下方，用于固定、承载 和移动烟幕箱体；所述移动承载底座由金属框架及其四角处的滚轮组成或者由金属板及其 四角处的滚轮组成。
7. 根据权利要求1所述的一种光程和容积连续可调式粒子消光系数测试装置的测试 方法，其特征在于，包括以下步骤： (I) 对不同光程下不同质量浓度待测粒子的平均质量消光系数进行测试，具体包括： (II) 将辐射源和探测器分别设置在前侧壁和后侧壁上面对面布置的探测窗口处，将粒 子喷洒器从左侧壁或右侧壁上的探测窗口处伸入烟幕箱体内； (12) 在未喷洒待测粒子的情况下，获取辐射源的辐射经过空的烟幕箱体到达探测器的 初始测量值I。； (13) 将质量为!1^的待测粒子喷洒至烟幕箱体内，同时开启搅拌风扇，使待测粒子分布 均匀； (14) 根据预设光程Li或者预设容积V i对应的光程L i，沿滑轨推拉烟幕箱体的前侧壁， 使其与左右两侧壁上相应的刻度值对齐，获取辐射源的辐射经过待测粒子到达探测器的测 量值I i; (15) 采用以下公式，计算得到待测粒子的质量消光系数ai:
(16) 改变预设光程Li或者预设容积Vi对应的光程Li,重复上述步骤（14)和（15)，得 到不同光程下不同质量浓度待测粒子的质量消光系数a i，并采用以下公式，计算得到不同 光稈下不同质量浓度待测粒子的平均质量消光系数δ:
其中，η表示测试次数； (2)对固定光程下不同质量浓度待测粒子的平均质量消光系数进行测试，具体包括： (21) 将辐射源和探测器分别设置在左侧壁和右侧壁上面对面布置的探测窗口处，将粒 子喷洒器从前侧壁或后侧壁上的探测窗口处伸入烟幕箱体内； (22) 在未喷洒待测粒子的情况下，获取辐射源的辐射经过空的烟幕箱体到达探测器的 初始测量值I。； (23) 将质量为!1^的待测粒子喷洒至烟幕箱体内，同时开启搅拌风扇，使待测粒子分布 均匀； (24) 根据预设容积Vi,沿滑轨推拉烟幕箱体的前侧壁，使其与左右两侧壁上相应的刻 度值对齐，获取辐射源的辐射经过待测粒子到达探测器的测量值I i; (25) 采用以下公式，计算得到待测粒子的质量消光系数ai:
其中，L。表示固定光程； (26) 改变预设容积Vi,重复上述步骤（24)和（25)，得到固定光程下不同质量浓度待测 粒子的质量消光系数a i，并采用以下公式，计算得到固定光程下不同质量浓度待测粒子的 平均质量消光系数^
其中，η表示测试次数。
【专利摘要】本发明提供一种光程和容积连续可调式粒子消光系数测试装置，包括烟幕箱体、粒子喷洒器和搅拌风扇，所述烟幕箱体为长方体形空腔箱体，其顶壁、底壁、左侧壁、右侧壁和后侧壁均为固定箱壁，其左侧壁和右侧壁上分别标注有以后侧壁为起点的距离刻度，其左侧壁、右侧壁与顶壁、底壁的接缝处设有滑轨，其前侧壁为对开门式箱壁，并与所述滑轨滑动配合，其前侧壁与后侧壁、其左侧壁与右侧壁上分别开设有面对面布置的探测窗口。本发明还提供一种光程和容积连续可调式粒子消光系数测试装置的测试方法。本发明取代了现有的光程固定、体积庞大、耗费样品量大的烟幕箱实验系统，提高了测试结果的客观性和准确度，增强了测试的通用性。
【IPC分类】G01N21-41, G01N21-59
【公开号】CN104655589
【申请号】CN201510059058
【发明人】李晓霞, 马德跃, 郭宇翔, 冯云松, 程正东, 朱斌, 吕相银
【申请人】中国人民解放军电子工程学院
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月4日