[发明专利]三波段积分式大气气溶胶粒子散射系数测量仪及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保、气象监测领域，具体地说是一种实时在线监测大气气溶胶粒子散射系数的仪器与方法。

背景技术

大气气溶胶是由直径为0.1～10μm的液态、固态颗粒物与气体组成的多相体系，具有很大的时间和空间变化。在自然干洁大气中，大气气溶胶的质量浓度在1μg·m^-3以下，在城市污染大气中，气溶胶质量浓度可达到每立方米几毫克。近年来，大气气溶胶作为全球气候变化的重要驱动因子之一，已经成为当前全球变化研究的热点问题之一。国内外已先后开展了一系列研究工作来认识大气气溶胶的光学性质和辐射特性。

在可见光波长范围内，对大气消光影响最大的是直径处于0.6～1.5μm范围内的气溶胶粒子。在一般情况下，如在不是由碳形成较厚的烟雾层的地区，可以认为气溶胶粒子的散射作用远大于吸收。由此可见，气溶胶的散射作用是很大的。关于气溶胶散射性质的测量，主要是通过两种方式，一种是直接测量气溶胶的散射系数，而另一种是根据粒子谱分布等参数通过Mie理论反演计算粒子散射系数。利用Mie理论进行计算需要假设折射指数，Mie计算过程很复杂且存在较大的误差。因此，迫切需要开发一种直接测量大气气溶胶粒子散射系数测量仪。国内迄今为止还未见关于直接测量大气气溶胶粒子散射系数的仪器。

三波段积分式大气气溶胶散射系数测量仪可以对任意状态下的大气气溶胶的散射特性进行连续自动观测，而且其无接触性测量不会改变气溶胶粒子的性质。它还可以通过与其它仪器配合使用，进一步分析气溶胶的组成成分，为研究大气气溶胶提供了新的手段。

发明内容

本发明提出了一种三波段积分式大气气溶胶粒子散射系数测量仪及测量方法。

本发明采用的技术方案：

测量原理

单光子光电探测器接收到的单位立体角中的光亮度为

L=1Ω∫θ1θ2dL=(I0y)∫θ1θ2β(θ)sinθdθ]]>

其中，积分限θ₁，θ₂取决于仪器结构，原则上积分限可以包括0～π，则由积分散射度计的输出L可以直接得到散射系数σ_scar，即

L=I0y∫0πβ(θ)sinθdθ=I02πyσscat]]>