火災(zāi)煙顆粒與非火災(zāi)干擾顆粒光散射特性的研究.pdf

1、煙霧是火災(zāi)早期最重要的特征參量之一，火災(zāi)探測領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的光電感煙探測技術(shù)正是基于煙顆粒的光散射原理進行火災(zāi)探測。對煙顆粒的光散射進行模擬計算是研究火災(zāi)煙顆粒光散射特性的重要手段，目前對于火災(zāi)煙顆粒光散射的數(shù)值計算多采用球形或橢球模型，實際上，火災(zāi)煙顆粒的形貌與球形和橢球均存在顯著差異，煙顆粒的SEM圖像表明，煙顆粒具有近似分形的結(jié)構(gòu)。本文利用DDA方法計算了隨機取向的火災(zāi)煙顆粒分形凝團以及同體積的球形顆粒的光散射Muller矩陣，并

2、對兩者的歸一化Muller矩陣元素隨散射角的分布進行了比較。結(jié)果表明：火災(zāi)煙顆粒分形模型和球形模型的歸一化矩陣元素F12(θ)/F11(θ)、F22(θ)/F11(θ)和F34(θ)/F11(θ)隨散射角的分布情況存在顯著差異；利用兩種模型的光散射矩陣元素F22(θ)/F11(θ)的差異，可以有效區(qū)分煙顆粒與球形干擾顆粒。
　　 現(xiàn)有的光電感煙探測器通過直接探測火災(zāi)中生成的煙顆粒散射光的光強進行火災(zāi)報警，容易受非火災(zāi)煙霧顆粒如水

3、汽、粉塵等干擾而發(fā)生誤報，其中粉塵是一種廣泛存在的誤報源。目前煙顆粒光散射特征的研究多針對單個凝團，實際上煙霧是具有近似分形結(jié)構(gòu)、基本顆粒數(shù)N近似服從對數(shù)正態(tài)分布、空間隨機取向的煙顆粒群。因此，煙顆粒群光散射的計算必須對煙顆粒凝團的粒徑及空間取向進行統(tǒng)計平均。本文利用DDA方法計算了服從一定粒徑分布的隨機取向的煙顆粒群和粉塵顆粒的光散射Muller矩陣，比較了兩者光散射矩陣元素隨散射角分布的差異。結(jié)果表明：煙顆粒和粉塵顆粒的光散射Mul