随着科学技术的进步,医疗、电子等行业对空气洁净度的要求变得越来越严格,对气溶胶质量浓度检测提出了越来越严格的要求。光散射法在测量微小颗粒方面因其非接触式、实时性高等优点,被广泛应用于各种空气环境检测装置。本文根据光散射法原理设计了一套基于颗粒群前向散射原理的气溶胶光度计。论文主要内容包括:本文阐述了气溶胶质量浓度测量的研究背景及意义,介绍了国内外有关气溶胶质量浓度检测的研究现状,重点分析了基于单粒子光散射法和颗粒群光散射法的数学原理和实际测量的优缺点,选择了基于光学前向散射原理的气溶胶质量浓度检测的方法。利用光散射法中的前向散射原理,本文使用光电倍增管采集待测气溶胶在激光照射下产生的前向散射光。将光电倍增管产生的微弱电流信号通过跨阻放大电路转换成电压信号。按照颗粒群光散射法的基本原理,以国家标准规定的运动粘度为4 m~2/s的PAO-4气溶胶为标准待测气溶胶,利用换算系数进行质量浓度计算。换算系数的标定采用气溶胶传感器输出电压信号与高精度气溶胶光度计测量值进行对比,统计数据并拟合成线性关系得到。根据功能需求,本文设计了如下模块:电源模块、流量控制模块、人机交互系统、数据存储与参数校准系统等。电源模块提供各种高效、稳定、纯净的电力;流量控制系统能够准确稳定的控制气溶胶流体依照28.3L/min的流量标准输入传感器;人机交互系统负责各项数据显示、测量过程的控制等;参数校准系统用于各项参数的校准,提高数据采样计算的准确性。本文在进行了光电转换电路、流量控制系统的性能测试后,进行了以ATI-2i气溶胶光度计作为对比仪器的气溶胶质量浓度反演实验。最后对标国家标准校准规范进行整机的各项指标测试,测试结果均能符合校准规范的各项要求。