飛機(jī)貨艙火災(zāi)煙霧探測(cè)系統(tǒng)誤報(bào)不僅威脅到飛行安全,而且造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,煙霧探測(cè)器高誤報(bào)率問(wèn)題亟需解決。非火災(zāi)氣溶膠的干擾是造成煙霧探測(cè)器高誤報(bào)率的主要原因,在飛機(jī)貨艙環(huán)境下,粉塵氣溶膠和水霧是兩種最常見(jiàn)的干擾氣溶膠。前人研究結(jié)果表明,干擾氣溶膠的區(qū)分識(shí)別需要綜合考慮光源波長(zhǎng)、偏振性和散射光接收角等因素,前后向散射角度的散射光強(qiáng)比（即不對(duì)稱比）可以用于區(qū)分不同類型氣溶膠,相對(duì)于散射光強(qiáng)的角分布測(cè)量,普通煙霧探測(cè)器更容易實(shí)現(xiàn)對(duì)不對(duì)稱比的測(cè)量。另一方面,煙霧探測(cè)器存在對(duì)黑白煙響應(yīng)不均衡的問(wèn)題,影響探測(cè)性能。本文針對(duì)飛機(jī)貨艙環(huán)境下兩種典型干擾氣溶膠（粉塵氣溶膠和水滴氣溶膠）,采用理論分析、數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)量的方法,開(kāi)展了基于不對(duì)稱比的飛機(jī)貨艙抗干擾煙霧探測(cè)技術(shù)研究,主要研究工作如下:（1）理論分析不對(duì)稱比的變化規(guī)律,利用數(shù)值計(jì)算方法研究不同類型顆粒的散射特性,對(duì)不對(duì)稱比變化規(guī)律進(jìn)行驗(yàn)證。基于Lorenz-Mie散射理論推導(dǎo)不對(duì)稱比的理論計(jì)算公式,分析了火災(zāi)煙顆粒和干擾顆粒的不對(duì)稱比隨尺寸參數(shù)（0.1-50）的變化趨勢(shì)特征,發(fā)現(xiàn)不對(duì)稱比隨尺寸參數(shù)的增大,達(dá)到第一個(gè)極大值后開(kāi)始呈現(xiàn)周期性振蕩變... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：139 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２環(huán)境中常見(jiàn)氣溶膠顆粒粒度分布ｍ??飛機(jī)貨艙的復(fù)雜環(huán)境是煙霧探測(cè)器誤報(bào)率高的重要影響因素

?第一章緒論???測(cè)器對(duì)這兩種干擾氣溶膠的抗干擾性能。??２０１９年，中國(guó)民航局修訂了中國(guó)民用航空技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定《貨艙火警探測(cè)儀》??（ＣＴＳＯ－Ｃｌｅ），要求貨艙火警探測(cè)儀需滿足ＳＡＥＡＳ?８０３６Ａ。??＿＿??二可?？廣??ｉ?ｈｕｍｉｄｉｔｙ?ｓｅｎｓｏｒ??Ｃｏｎｓｏｌ?Ｕｒｓｔ?Ａｅｒｏｓｏｌ?Ｇｅｎｅｒａｓｏｒ?ａｉｒ?ｓｔｒｅａｍ??—?ｉａｍｉｎａｒｉｓａｔｉｏｎ??ｐｏｓｉｔｉｏｎ??圖１Ｊ煙霧探測(cè)器抗干擾性能測(cè)試裝置：（ａ）粉塵氣溶膠測(cè)試裝置，（ｂ）水霧測(cè)試裝置??綜上所述，為了滿足飛機(jī)貨艙環(huán)境下火災(zāi)煙霧探測(cè)系統(tǒng)的高靈敏度探測(cè)和抗??千擾要求，煙霧探測(cè)器必須具備對(duì)干擾氣溶膠區(qū)分識(shí)別的能力。本文基于前人相??關(guān)研究成果，研究飛機(jī)貨艙環(huán)境下典型干擾氣溶膠的區(qū)分識(shí)別方法，降低煙霧探??測(cè)器誤報(bào)率，對(duì)保障飛機(jī)飛行安全和人員生命財(cái)產(chǎn)安全具有重大意義。??１．２國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與趨勢(shì)??針對(duì)干擾氣溶膠引起的飛機(jī)貨艙火災(zāi)煙霧系統(tǒng)頻繁誤報(bào)問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外研究者??根據(jù)火災(zāi)煙霧與典型干擾氣溶膠的基本光學(xué)屬性（粒徑分布、折射率和微觀形貌??等）特征，研究分析了它們的光散射特性差異，探討了千擾氣溶膠區(qū)分識(shí)別方技??術(shù)方法，并開(kāi)展了抗干擾煙霧探測(cè)器原理驗(yàn)證樣機(jī)研制工作。另一方面，煙霧探??測(cè)器還存在對(duì)黑白煙不能均衡響應(yīng)的問(wèn)題，影響其探測(cè)性能，因此在本文中也將??進(jìn)行分析討論。下面從三個(gè)方面對(duì)相關(guān)研宄的現(xiàn)狀進(jìn)行介紹：（１）顆粒光學(xué)屬性??特征，（２）抗干擾煙霧探測(cè)技術(shù)研宄現(xiàn)狀，（３）黑白煙均衡響應(yīng)研究現(xiàn)狀。??４??

與干擾顆粒在粒徑尺寸、折射率和微觀形貌等方面有一定區(qū)別，??本小節(jié)將分別對(duì)火災(zāi)煙顆粒與兩種典型千擾顆粒（粉塵顆粒和水滴顆粒）的光學(xué)??屬性特征進(jìn)行介紹。??火災(zāi)煙顆粒??固體、液體和氣體燃料在燃燒過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生一定量的煙顆粒，煙顆粒的粒??徑、折射率和微觀形貌等屬性不僅與燃料成分有關(guān)也與環(huán)境壓力和溫濕度等??因素相關(guān)［２Ｇ］。一般來(lái)說(shuō)，陰燃或熱解火產(chǎn)生的煙霧一般為淡藍(lán)色或灰白色，也稱??為白煙，通過(guò)掃描電子顯微鏡（也稱為掃描電鏡，ＳＥＭ）可以看到近似球形的液??滴顆粒［１９］，如圖１．４（ａ）所示。明火產(chǎn)生的是黑色煙霧，也稱為黑煙，煙顆粒微觀??形貌如圖１．４（ｂ）所示，具有典型的不規(guī)則分形結(jié)構(gòu)與陰燃／熱解火煙顆粒不??同，明火煙顆粒的炭黑含量較高，因此吸收系數(shù)要明顯高于陰燃／熱解火煙顆粒，??因此也可以將明火煙顆粒稱為黑碳顆粒，用于體現(xiàn)與陰燃／熱解火煙顆粒在顏色??（折射率）方面的區(qū)別。??圖１．４陰燃／熱解火煙顆粒和黑碳顆粒的ＳＥＭ圖像??明火煙顆粒的分形結(jié)構(gòu)是由大小尺寸近似的固體顆粒（也叫主粒子）粘結(jié)而??成［２２，２３］，假定所有主粒子半徑相同，主粒子的質(zhì)量或數(shù)量空間分布可以用經(jīng)驗(yàn)公??式表示為：??Ｎ?＝?ｋａ（Ｒｓ?／?ｒ〇）Ｄｆ?（１．１）??其中，ＴＶ是煙顆粒聚合體中的主粒子數(shù)，是前置因子，＆是煙顆粒聚合體??的質(zhì)量回轉(zhuǎn)半徑，＾是主粒子半徑，是分形維數(shù)。??根據(jù)明火煙顆粒的微觀圖像，可以統(tǒng)計(jì)得到ｉＶ和＾的具體大小，回轉(zhuǎn)半徑??＆?一般通過(guò)下面的經(jīng)驗(yàn)公式得到［２４］：??１／（２鳥(niǎo)）＝１．４９?（１．２）??因此，通過(guò)對(duì)公式（１．２）進(jìn)行求對(duì)數(shù)，再通過(guò)線性擬合可以得到明火煙顆粒的??５??

【參考文獻(xiàn)】：
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