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颗粒物是大气最重要的污染物之一，燃煤发电厂、水泥厂、金属冶炼厂、焚烧厂、玻璃制造厂等工业排放的烟气是大气中颗粒物和污染气体的主要来源，在今后相当长的时期内都是这样。颗粒物对于人类健康、工业生产、生态环境等各个领域都有十分严重的危害。而要控制、治理污染，必须对工业企业的污染物排放实行在线连续监测，必须对烟尘排放速度、颗粒物浓度、排放总量进行准确测量。采用光闪烁法测量是一种具有很多优越性的监测方法，具有很好的发展潜力和实用价值。本文的目的是为烟道气流流速和颗粒物浓度的光闪烁法在线监测仪器的研制服务，解决设计中遇到的理论问题，为仪器参数的选择、关键技术问题的解决提供依据。
本文采用理论与实验相结合的方法，从烟气流光闪烁的特征出发，初步分析了造成烟气流光闪烁的原因，研究了烟气流光闪烁的频谱特征、概率分布特征。对利用烟气流光闪烁进行流速测量的理论进行了分析，对利用光闪烁法测量烟道气流流速和颗粒物浓度的原理进行了初步探讨。在理论分析和实验研究相结合的基础上，研究了利用最大互相关方法测速的关键技术，包括提高运算速度、保证测量精度的数据处理方法，光源光束质量对测速的影响等，研究了浓度计算的数据处理方法以及减小误差的措施。最后，利用光闪烁法在环境实验风洞和实际的烟道中进行了一系列的测量研究，并将测量结果与传统的皮托管测速、不透光度法测浓度进行了比较，获得了较好的效果，解决了使用光学方法同时测量烟道气流流速和颗粒物浓度的问题。