[发明专利]一种基于偏振散射特征的炭黑颗粒物测量方法和装置

权利要求书

1.一种基于偏振散射特征的炭黑颗粒物测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

探测颗粒物对激光散射后的散射光，其中对90-120度范围内的特定散射角度下的散射偏振光进行测量；

提取散射光的偏振通道电压，计算散射光的Stokes矢量S，根据Stokes矢量计算得到如下特征偏振参量Pdop：

Pdop＝U/I

其中I代表光的总强度或0°光强I₀和90°光强I₉₀之和；Q代表0°光强I₀和90°光强I₉₀的差；U代表45°光强I₄₅和135°光强I₁₃₅的差；V代表右旋和左旋圆偏光强的差；

根据Pdop的值分析和确定颗粒物吸收属性，并可由此鉴别炭黑颗粒物。

2.如权利要求1所述的炭黑颗粒物测量方法，其特征在于，所述特定散射角度为105度。

3.如权利要求1所述的炭黑颗粒物测量方法，其特征在于，所述偏振通道包括45度偏振通道和135度偏振通道。

4.如权利要求3所述的炭黑颗粒物测量方法，其特征在于，所述偏振通道包括对称设置的两个45度偏振通道和两个135度偏振通道。

5.如权利要求1至4任一项所述的炭黑颗粒物测量方法，其特征在于，根据Pdop的值对颗粒物吸收属性的特异性表征，将颗粒物区分为炭黑、水溶性无机盐或沙尘。

6.如权利要求1至4任一项所述的炭黑颗粒物测量方法，其特征在于，使用光源为输出波长532nm输出功率50mW的He-Ne激光器，将粒径在0.3μm-10μm的颗粒物以2L/min的流速通过测量区，并对其散射光进行探测。

7.一种用于如权利要求1至6任一项所述的炭黑颗粒物测量方法的炭黑颗粒物测量装置，其特征在于，包括激光器、光阑、线性偏振片、一分多光纤束、测量光腔、喷嘴和探测器，所述一分多光纤束设置在90-120度范围内的特定散射角度上，并在光纤束前端装配有偏振薄膜以形成散射光的偏振通道，所述激光器发出的光经过光阑之后由所述线性偏振片调制为特定的偏振态，在通过所述测量光腔过程中经所述喷嘴喷出的颗粒物散射后，散射偏振光通过所述一分多光纤束进入散射光的偏振通道，再由所述探测器探测。

8.如权利要求7所述的炭黑颗粒物测量装置，其特征在于，所述一分多光纤束为一分二光纤束，所述一分二光纤束上形成一个45度偏振通道和一个135度偏振通道，或者所述一分多光纤束为一分四光纤束，所述一分四光纤束上形成对称设置的两个45度偏振通道和两个135度偏振通道。

9.如权利要求7所述的炭黑颗粒物测量装置，其特征在于，所述特定的偏振态为45度的偏振态。