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火灾探测是预防火灾的重要手段,获取燃烧颗粒物的粒径谱可为火灾探测提供关键信息。目前颗粒物粒径谱探测主要在大型的测量系统上完成,探测过程复杂,相关仪器设备体积较大。近年来,伴随着计算机及半导体电子电路集成等技术的极速发展,可在传感器上实现的燃烧颗粒物粒径谱传感方法越来越受到人们的关注。在此背景下,本文研究了一种多通道燃烧颗粒物粒径谱传感方法,获取燃烧颗粒物粒径谱的同时,简化粒径谱探测过程,使粒径谱探测可在传感器上实现。 针对单通道探测方法的局限性,本文采用多通道探测方法探测燃烧颗粒物粒径谱。根据燃烧颗粒物粒径谱分布特性以及燃烧颗粒物光散射模型,本文研究的多通道燃烧颗粒物粒径谱传感方法选择了三种探测光波长,以实现对不同粒径燃烧颗粒物的探测,选取了四个与这三种波长对应的并包含前后向探测角度的角度组合,获取充足的燃烧颗粒物粒径谱信息的同时保证粒径谱探测的准确性。同时,本文在Mie散射理论的基础上,利用改进的Tikhonov正则化算法反演求解燃烧颗粒物的粒径谱。针对燃烧颗粒物粒径谱特性和实际火灾探测场景,加入非负性约束,引入权重参数,以平衡解的准确性和抗干扰能力。 本文尝试将该燃烧颗粒物粒径谱传感方法应用于解决实际火灾探测问题,结合现有实验条件,通过七通道燃烧颗粒物粒径谱探测设备,在相关实验平台上,模拟多种火灾燃烧颗粒物分布场景,对多通道燃烧颗粒物粒径谱传感方法的可行性和可操作性进行了实验验证。在实验基础上,尝试了多通道燃烧颗粒物粒径谱传感方法对应传感器光学结构原型的设计与研究,并探讨其硬件结构和软件程序工作流程。