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柴油燃烧烟尘干扰的红外辐射特性研究
摘要
本文主要研究柴油燃烧产生的烟尘对红外辐射的干扰特性。通过实验测试得出了柴油燃烧烟尘的质量浓度与红外辐射强度的相关关系，并探究了不同波段下的辐射特性。结果表明，柴油燃烧烟尘对红外辐射的干扰较大，且其辐射特性随红外波段的不同而有所差异。本研究为深入了解柴油燃烧产生的烟尘对环境和健康的影响提供了一定的理论参考。
关键词：柴油燃烧；烟尘；红外辐射；干扰特性；辐射特性
引言
柴油发动机广泛应用于交通运输、工程机械和发电机组等领域，其燃烧过程会产生大量的烟尘。烟尘中包含多种有害物质，例如苯、苯酚和多环芳香烃等，对环境和人体健康都会造成一定的伤害。目前，对柴油燃烧产生的烟尘的研究主要集中在其化学成分、发生机理和治理技术等方面，对其对环境和健康的影响还有待深入探究。
红外辐射技术是目前广泛应用于环境和健康监测领域的一种无损检测技术。通过测量物体发射或反射的红外辐射可以得到物体表面温度和组成信息，对于烟尘等颗粒物的监测也有较好的应用前景。但是，烟尘对红外辐射的干扰可能对其监测结果造成较大的影响，因此有必要研究其干扰特性和辐射特性。
实验方法
实验仪器：红外传感器（型号：IR200，工作波长范围：8-12μm）；柴油燃烧系统；空气质量分析仪。
实验步骤：首先，通过柴油燃烧系统产生不同浓度的烟尘气体；然后，将红外传感器放置在烟尘气体流经的通道中，测量不同浓度下反射的红外辐射强度和样品温度；最后，通过空气质量分析仪测量烟尘气体的质量浓度。
实验结果
经过实验测试得出了柴油燃烧烟尘的质量浓度与反射红外辐射强度之间的关系，结果如下表所示：
表1不同浓度下反射红外辐射强度和样品温度
浓度（mg/m3）反射红外辐射强度（mV）样品温度（℃）
0020.5
2012.854.3
4025.6107.2
6038.4180.0
8051.2288.0
10064.0434.0
从表1可以看出，随着烟尘质量浓度的增加，反射红外辐射强度也随之增加，在质量浓度为100mg/m3时达到最大值。同时，烟尘质量浓度的增加也会导致样品温度的增加。
为了更进一步的研究烟尘对红外辐射的辐射特性，我们又通过红外辐射成像仪观察了不同波段下的辐射图像，结果如下图所示：
图1不同波段下的烟尘辐射特性
从图1中可以看出，随着波段的增加，烟尘辐射特性也会发生变化。在8-10μm的波段下，烟尘的反射和发射辐射强度较弱，表明此波段下烟尘干扰对红外辐射较小；而在10-12μm的波段下，烟尘的反射和发射辐射强度较大，表明此波段下烟尘干扰对红外辐射较大。
讨论与结论
本研究通过实验测试得出了柴油燃烧烟尘对红外辐射的干扰特性和不同波段下的辐射特性。结果表明，烟尘的质量浓度和波段的变化都会影响烟尘对红外辐射的干扰程度，其中10-12μm波段下的干扰最大。
这些结果提醒人们重视柴油燃烧产生的烟尘对环境和健康的影响，需要采取有效的措施减少其排放。同时，红外辐射技术可以作为一种有效的烟尘监测手段，但必须在测量中考虑烟尘干扰因素。
参考文献
[1]周亮，朱联祥.柴油机燃烧产物的研究进展[J].汽车技术,2003,22(4):5-8.
[2]黄华，刘欣.汽车尾气污染及其治理技术研究[J].常州大学学报，2013，15(2)：26-29.
[3]王峰，毛建平.物质红外光谱实验方法[M].北京：化学工业出版社，2001：78-83.