用ATOFMS測量散射光強(qiáng)反演氣溶膠粒子折射率.pdf

1、氣溶膠是液體或固體顆粒物均勻地分散在氣體中形成的相對穩(wěn)定的懸浮體系。準(zhǔn)確測量氣溶膠的物理、化學(xué)參數(shù)對于研究氣溶膠的環(huán)境、氣候和健康等效應(yīng)十分重要。在過去的幾十年，氣溶膠檢測技術(shù)獲得了快速的發(fā)展，已經(jīng)應(yīng)用于氣溶膠粒子的形狀、大小、濃度和化學(xué)成分等信息的測量。
　　折射率是大氣氣溶膠粒子的重要參數(shù)，其實(shí)部與氣溶膠粒子的光散射特性密切相關(guān)。具有不同化學(xué)成分的氣溶膠粒子，它們的折射率往往不同。本論文基于課題組自行研制的氣溶膠飛行時(shí)間質(zhì)譜儀

2、(Aerosol Time-of-Flight MassSpectrometer，ATOFMS)，通過測量氣溶膠粒子光散射強(qiáng)度，結(jié)合數(shù)學(xué)反演的方法獲得氣溶膠粒子的折射率參數(shù)，從而拓展了氣溶膠飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的功能。具體而言，通過采用Mie散射理論，基于實(shí)際光散射區(qū)域的幾何結(jié)構(gòu)，推導(dǎo)出光散射信號強(qiáng)度與氣溶膠粒子的大小和折射率之間的函數(shù)關(guān)系，結(jié)合實(shí)驗(yàn)測量獲得的單個(gè)氣溶膠粒子的光散射強(qiáng)度和粒徑大小，對氣溶膠粒子的折射率進(jìn)行反演。利用氣溶膠飛行時(shí)

3、間質(zhì)譜儀，我們開展了油酸、氯化鈉氣溶膠粒子的光散射實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)合反演的方法獲得了油酸、氯化鈉氣溶膠粒子的折射率，結(jié)果與已知的樣品數(shù)據(jù)符合很好，表明反演方法可以應(yīng)用于氣溶膠粒子折射率的測量。
　　同時(shí)，我們采用Matlab軟件，編寫了上述反演方法的具體計(jì)算程序，通過設(shè)計(jì)友好的圖形化用戶界面（Graphical User Interface，簡稱GUI），可以同時(shí)計(jì)算出氣溶膠粒子的光通量、散射系數(shù)、吸收系數(shù)和消光系數(shù)等參數(shù)，大大提高了