粉塵濃度的測量是根據光散射原理，即空氣中聚集的粉塵粒子在一定強度的光照射下，向其周圍空間散射出與其濃度成一定比例關系的散射光。粉塵濃度是衡量空氣質量的一個重要指標，在環保、石化、煤炭、海洋、水利、冶金、建材、地質等多個領域內都有著廣泛的應用。本文首先分析了空氣污染的危害，說明粉塵測試的必要性，然后介紹了光學粉塵測試的應用和發展概況，比較了幾種常用的空氣粉塵測試方法，在此基礎上，闡述了Mie散射理論，為進一步理論推導奠定了基礎。其次應用Mie散射理論，研究了粒徑、折射率和入射光波長對散射光強度分布的影響，文獻<'[1]>論述了... 粉塵濃度的測量是根據光散射原理，即空氣中聚集的粉塵粒子在一定強度的光照射下，向其周圍空間散射出與其濃度成一定比例關系的散射光。粉塵濃度是衡量空氣質量的一個重要指標，在環保、石化、煤炭、海洋、水利、冶金、建材、地質等多個領域內都有著廣泛的應用。本文首先分析了空氣污染的危害，說明粉塵測試的必要性，然后介紹了光學粉塵測試的應用和發展概況，比較了幾種常用的空氣粉塵測試方法，在此基礎上，闡述了Mie散射理論，為進一步理論推導奠定了基礎。其次應用Mie散射理論，研究了粒徑、折射率和入射光波長對散射光強度分布的影響，文獻<'[1]>論述了瑞利散射與Mie散射相比其誤差在1％以內的條件，即空氣中懸浮顆粒物較小，濃度比較低，比較均勻，因此在瑞利散射公式的基礎上推導出了一定條件下濃度測試的理論依據。根據該理論選用合適的傳感器，設計了粉塵濃度測試系統，在實測中應用該系統測量了蘇州大學物理實驗中心外距地面約2米的空氣中的粉塵相對濃度，連續測量36天，并與國家環保總局蘇州地區每天預報的空氣污染指數轉換后的可吸入顆粒物(PM10)濃度值相比較，得出對應關系，運用MATLAB擬和直線對系統進行標定。經過標定表明實測結果與國家環保總局每天預報的空氣污染指數轉換后的可吸入顆粒物(PM10)濃度值有較好的一致性。最后對標定結果產生的誤差進行了分析。由于系統以半導體激光器為光源，以光電二極管作為光電接收器，以微機控制測量過程、處理測量結果，具有體積小、重量輕、操作簡便、功耗低等優點。因此可廣泛用于工礦企業、公共場所等環境空氣中粉塵濃度的實時監測。