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本裝置利用自主搭建的光路系統(tǒng)，一方面測(cè)量光經(jīng)過樣品前后的光透過率；另一方面用一個(gè)顯微CCD拍攝顆粒圖像，進(jìn)行數(shù)字圖像處理，用統(tǒng)計(jì)的方法得到顆粒的粒徑分布，再結(jié)合Lambert-Beer定律和光透過率,利用Mie散射理論計(jì)算不同粒徑顆粒的小光效率因子，就可以計(jì)算出空氣顆粒濃度了。

首先，我們讓激光器經(jīng)過擴(kuò)束準(zhǔn)直后，被一個(gè)5:5的分光鏡平均分為兩束。其中一束被透鏡聚焦后被一個(gè)光強(qiáng)測(cè)量電路接受，所測(cè)得得即為原始光強(qiáng)。另一束激光經(jīng)過樣品空間，在這里被顆粒散射后透射出來，同樣被一個(gè)光強(qiáng)測(cè)量電路接受，測(cè)得的光強(qiáng)即為透射光強(qiáng)。透射光強(qiáng)和原始光強(qiáng)之比即為透過率。
在樣品空間的側(cè)邊，有一個(gè)有透鏡和裸露感光元件組成的顯微CCD，它是用來拍攝顆粒的前散射像的。這個(gè)CCD可以把拍攝到的顆粒圖像直接保存到計(jì)算機(jī)當(dāng)中，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行數(shù)字圖像處理。經(jīng)過大量的統(tǒng)計(jì)，我們得到顆粒的粒徑分布和顆粒的平均粒徑，進(jìn)而計(jì)算得到粒徑的概率分布。
然后，我們結(jié)合Mie散射理論，計(jì)算出不同粒徑顆粒的消光效率因子。結(jié)合以上測(cè)量的光透過率、顆粒粒徑分布，利用蘭伯特比爾定律，就可以計(jì)算出顆粒的計(jì)數(shù)濃度。利用顆粒的平均粒徑，就可以換算出顆粒的質(zhì)量濃度。
此外，我們用數(shù)學(xué)軟件MATLAB開發(fā)了一個(gè)數(shù)據(jù)處理程序以GUI界面，通過GUI界面上的按鈕，我們可以很方便地實(shí)行光強(qiáng)采集、數(shù)字圖像處理、濃度計(jì)算、計(jì)算結(jié)果顯示等一些列功能。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 三等獎(jiǎng)
1、2010年11月，參加省大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽，獲應(yīng)用題二等獎(jiǎng)
2、2011年3月參加學(xué)校課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽，獲一等獎(jiǎng)。
3、2011年4月，參加第十一屆“挑戰(zhàn)杯”省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽，獲一等獎(jiǎng)
4、國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表一篇學(xué)術(shù)論文，預(yù)計(jì)2011年7月可被ISTP、EI收錄。2010 First International Conference on Cellular,Molecular Biology, Biophysics and Bioengineering(Volume 6) , 2010年；環(huán)境和食品安全主題。