● 摘要
颗粒暴露问题广泛影响着环境保护、工业生产、人身健康、医疗卫生等领域的方方
面面，因此颗粒测量的需求也越来越迫切。国内外学者对颗粒测量相关技术进行了不断
深入的研究和发展。在众多测量方法中，光散射法以其适用范围广、测量速度快、不破
坏颗粒体系原有状态等优点，逐渐成为应用最广泛的颗粒测量方法。
通过对光散射法理论的深入了解，发现Mie 散射理论及其近似形式的计算都是相当
复杂的。因此如何从光散射理论中提取出适合颗粒测量技术的理论基础也是本文的一个
难点。
本文总结了国内外关于光散射测量技术的研究，深入了解分析了光散射相关理论，
提取出光散射用于颗粒粒度测量的理论基础，研制了一款基于光散射法的颗粒粒度检测
的原理样机，该样机可以检测出被测环境中某一粒径范围内的颗粒数量。本文的主要内
容如下：
1、在总结了当前光散射颗粒测量技术的基础上，提出了基于光散射的尘埃粒子计
数器的总体设计方案。该系统具有体积小、结构简单、功耗低和灵敏度高等优点。
2、提出设计了以检测颗粒散射光强度为理论依据的光路系统，包括以半导体激光
器为核心的光照系统和以光电二极管为核心的散射光收集系统。设计了一种可以实现精
确控制气流量的气路系统。该气路系统使用了一个AWM 系列的气流质量传感器作为气
流量反馈的原件。
3、开发了基于AVR 芯片的控制系统。完成了主控模块、电源模块、气泵驱动模块、
放大电路模块、信号甄别技术模块等的设计。并完成了整个控制程序的编写。
4、介绍和讨论了实验方法。介绍了阈值电压的标定方法以及对测量结果的分析检
定方法。并对测量误差进行了分析。