随着工业的迅猛发展,大气污染已经成为一个日益严重的问题。CEMS系统即污染排放连续监测系统作为一种监控设备,可以连续,实时在线监测污染排放源排放烟气中的颗粒污染物,气态污染物的浓度和排放总量,以达到控制污染物排放总量的目的。研究颗粒排放物浓度实时在线检测的技术就显得日益重要。颗粒浓度检测的方法有很多种,在这些方法中,光学测量方法以它的检测快速,测量范围大,自动化程度高,可以在线检测等优点而日益受到普遍的欢迎。光散射是一种独特的自然现象,Mie散射是对于处于均匀介质中的各向均匀同性的单个介质球在单色平行光照射下的麦克斯韦方程边界条件的严格数学解。Mie散射计算繁琐,有很多不同算法,本文详细研究了一些主要的算法,并对各不同算法进行了测试,从中选择了最精确迅捷的方法来作为本文进行数值模拟的算法。本文对Mie散射的相关物理量分别做了数值模拟,分析了这些物理量在不同条件下的变化规律。并且针对工业测量现场的实际情况,特别对单颗粒以及颗粒群距离接收器远近对接收散射光信号的影响做了数值模拟,从中分析得出了工业测量现场光学窗口污染的影响问题。本文同时介绍了一种名为透散比法的基于散射积分和消光法的测量颗粒浓度的新技术,同时讨论了散射角的采集范围以及颗粒粒径分布对颗粒浓度测量的影响。在透散比法原理的基础,作者与他人合作设计了一套透散比法颗粒浓度测量仪,可以对工业现场的粉尘排放浓度,进行在线实时的监测。本文详细介绍了透散比法颗粒浓度测量仪的总体规划,机械设计,光电传感器设计,数据采集和处理控制系统设计。本文同时介绍了透散比法颗粒浓度测量仪的实验室标定,测量结果和实验标定结果都表明研究的测量方法正确可靠,研制的测量仪可以达到实时在线监测排烟颗粒浓度的要求,满足CEMS制定的标准。