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基于自主研制的结合偏振调制和锁相检测技术的光散射实验装置,测量了两种典型火灾烟雾颗粒(棉绳阴燃烟雾和正庚烷池火烟雾)及超声雾化水滴颗粒的532 nm光散射矩阵元素随散射角的分布. 通过水滴颗粒测量结果与数值计算结果的比较验证了实验装置的可靠性. 对比分析了棉绳阴燃烟雾和正庚烷池火烟雾光散射矩阵元素随散射角的分布特征,讨论了该特征在颗粒区分上的应用. 研究了烟雾颗粒微观形貌特征对光散射矩阵的影响,发现可以利用Lorenz-Mie理论描述棉绳阴燃烟雾的光散射,表明其形貌为球形,并利用模拟退火拟合的方法得到了棉
关键词:
光散射
散射矩阵
烟雾 相似文献
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利用烟尘微粒对光的散射作用,通过测量散射光的强度,可以作为烟尘的传感信号,这种信号可用于火警初期的报警信号,进行火警探测,从而扩充了光散射现象的应用范围。 相似文献
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外混合气溶胶粒子光散射的等效性 总被引:8,自引:2,他引:6
以两种典型的气溶胶粒子组成的单分散和多分散处理混合气溶胶粒子系统的光散射的各效率因子,各散射截面和散射相函数分析了以等效折射率描述由具有不同折射率的各种粒子组成的混合气溶胶粒子系统的适用性,结果表明,对单分散系统,本不同的混合比下对于许多尺度参数吸收效率因子和散射相函数的等效性很差,对多分散系统,在不同的混合比下等效性较稳定但各散射光学量的余差很大,因而对多分散系外混合气溶胶粒子系统如使用等效折射 相似文献
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针对火灾烟颗粒的形状特点,提出并建立火灾烟颗粒分形结构凝团的形状模型,并对烟颗粒扫描电镜(SEM)图像进行分析,获取分形结构模型中的单个凝团中基本颗粒个数、凝团分形维数、基本颗粒半径等参数.利用该模型对火灾烟颗粒的形状进行模拟的结果表明,该模型能够较好反映出烟颗粒的形貌特征.利用形状模型对火灾烟颗粒散射进行初步计算表明,在其他参数相同的情况下,相对于同体积的球形颗粒,分形凝团具有前向散射较弱,后向散射较强的特征. 相似文献
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本文利用蒙特卡罗方法计算准直光束通过薄层随机分布粒子散射的透射和反射光强,并和输运理论的扩散近似结果做了比较。当散射接近各向同性时两者符合良好。当散射明显地成为各向异性时,蒙特卡罗方法的结果是合理的,而输运理论的扩散近似失效。 相似文献
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为了提高水下激光光幕的探测性能, 根据水下光束传播规律, 构建了水下激光光幕探测模型, 基于蒙特卡罗模拟方法对水下激光光幕探测性能进行研究。基于水下激光光幕探测模型, 利用MATLAB软件进行仿真, 分析海水衰减系数、初始功率及传输距离对水下激光光幕传输的影响。仿真结果表明:海水的衰减系数越小, 水下激光光幕传输率受到的影响越小。海水参数和传输距离一定时, 随着初始功率的增加, 只会影响到达探测端的最终功率, 但对传输率影响不大。当海水衰减系数一定, 传输距离为1 m时, 其传输率约为15%且变化稳定; 当传输距离增加到30 m时, 传输率在5%以下。 相似文献
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Jian Li Shu Wang Zheng Dou Zongkai Yang 《International Journal of Infrared and Millimeter Waves》2001,22(1):141-151
A method of discrimination of smoke particles using infrared photoelectrical detection is proposed in this paper. Principle of the method is that smoke particles of different materials have different scattering light intensities at same scattering angle according to Mie Theory. Facility used to realize the method includes an infrared laser as light source and an array of avalanche photodiodes distributed at assigned angles as sensing devices. Scattered light signal at these angles are collected and processed. Categories of smoke particle are discriminated by signal processing results. Experiments show that by using this method cigarette smoke, kerosene smoke and water vapor can be discriminated with rate of discrimination of greater than 95%. Application of this technology in the field of fire detection will eliminate some effects of human activities such as cigarette smoking and steam on smoke detection, and improve sensitivity as well as reliability of smoke detection. 相似文献
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为了获取超细颗粒动态散射光模拟信号, 在分析超细颗粒动态散射光信号特性的基础上, 通过建立动态光散射随机过程的自回归(AR)模型, 利用Levison-Durbin递推算法确定模型参数, 并给出了单峰、双峰分布颗粒信号模拟的模型阶数确定方法, 从而提出了一种基于AR模型的态光散射信号模拟方法。分别对50 nm, 300 nm, 1000 nm, 50 nm与1000 nm, 100 nm与500 nm, 300 nm与1000 nm的单峰、双峰分布颗粒在模型阶数分别为1, 1, 1, 57, 28, 40时进行了模拟, 得到的模拟信号的光强自相关函数与理论值吻合, 用累积法对单峰分布颗粒反演和双指数法对双峰分布颗粒反演, 相对误差分别小于0.58%和3.7%, 因此, 单峰分布颗粒信号模拟需一阶模型, 双峰分布颗粒信号模拟粒径不同所需阶数不同。 相似文献
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Ya jing Wang Jin Shen Gang Zheng Wei Liu Xin jun Zhu 《Particle & Particle Systems Characterization》2012,29(2):93-103
In order to conveniently obtain dynamic light scattering (DLS) signal, a simulation method of DLS signal is proposed in this paper. This method regards the light intensity fluctuation of DLS as a stationary random process. According to autocorrelation function (ACF) of DLS signal, the stationary random process of DLS can be generated by auto‐regressive (AR) model. Signal simulations of several kinds of distribution particles and comparison of simulations and experiment prove that AR model can be used for DLS signal simulation. Moreover, by analyzing effect of simulation parameters on simulation precision, we obtained the relationship between simulation parameters and simulation precision. Finally, application of simulation signal verifies the effectiveness and convenience of this simulation method. 相似文献
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基于多光谱图像的烟雾检测 总被引:2,自引:0,他引:2
烟雾检测对于火灾早期防范非常重要,传统的智能视频和图像处理技术易受背景运动信息影响,抗干扰性差,且不容易区分森林水雾和燃烧产生的烟雾,森林防火误报率高。为此提出一种新的多光谱图像检测方法检测烟雾。采用多光谱成像系统,获取400至720 nm波段范围的烟雾、水雾光谱图像序列,对图像进行分层像素整合处理;利用欧氏距离度量不同分块光谱特征差异,获取动态区域光谱特征向量,根据目标与背景间光谱特征向量差异,提取烟雾、水雾区域。室内外试验结果表明:多光谱图像检测方法可用于烟雾检测,能够有效地检测并区分烟雾和水雾,与视频图像方法结合,可有效地用于森林火灾监测,降低森林火灾检测误报率。 相似文献
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在我国经济社会快速发展的同时,雾霾天气成为了突出的环境问题,雾霾粒子的测量非常重要。偏振紫外光与大气雾霾粒子发生散射后,散射光偏振状态(Stokes矢量以及偏振度)的改变能反映雾霾粒子的相关物理特性(粒径、复杂折射率等)。基于Mie散射理论建立了紫外光雾霾球形粒子直视和非直视单次散射模型,研究了单个球形粒子和链状结构球形粒子物理特性的改变对散射光偏振状态的影响,并用蒙特卡洛仿真分析已知粒径分布的雾霾粒子浓度对散射光偏振状态的影响。结果表明:针对单个球形粒子,随着粒子粒径的增大Stokes矢量中散射光光强(Is)随之增强,粒子复折射率虚部为先增大后较小,偏振度也是在不断增大,且复折射率虚部较小时,偏振度增加趋势快;对于粒径分布不变的雾霾粒子,随着粒子的浓度增加,雾霾粒子的散射系数、消光系数和吸收系数均呈线性增加,但是Is先增大后减小。针对链状球形粒子,随着粒子个数的增加,Is均呈现增大的趋势,且偏振度可用于区分链状球形粒子是否由相同球形粒子组成; 相同球形粒子组成链状结构中,Is随着粒子数量的增加而线性增大,偏振度不改变;不同球形粒子组成的链状结构,Is以及偏振度的变化趋势可以区分粒子物理特性。 相似文献
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大型柴油机曲轴箱内的润滑油油雾浓度过高,有可能引起爆炸事故。为了实现对油雾浓度的准确、实时监控,研制了一种基于单光路光散射法的油雾探测器。介绍了油雾探测器光机电系统的设计原理、温度补偿措施和信号处理技术。探测器响应时间≤1s,引用误差≤10%,具有相应的声光报警、减速及停机等功能。实验结果表明,该探测器结构简单,性能可靠。 相似文献
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Mustafa M. Aslan Mustafa Pinar Mengüç Siva Manickavasagam Craig Saltiel 《Journal of nanoparticle research》2006,8(6):981-994
The size and structure of colloidal metal oxide (MgBaFeO) particles are determined using an Elliptically Polarized Light Scattering (EPLS) technique. The approach is based on a hybrid experimental/theoretical study where the experimental data are compared against predictions obtained using a T-Matrix model that accounts for particle shape irregularities. A power-law distribution function with two parameters is employed to account for the particle size distribution. The refractive index of the particles in ethyl alcohol is calculated based on the Maxwell-Garnet formula. The experiments are conducted using a second-generation nephelometer. It is shown that the current EPLS measurements can effectively be used for identification of both the shape and the size of the colloids. 相似文献