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烟雾是火灾早期最重要的特征参量之一,火灾探测领域应用最广泛的光电感烟探测技术正是基于烟颗粒的光散射原理进行火灾探测。对烟颗粒的光散射进行模拟计算是研究火灾烟颗粒光散射特性的重要手段,目前对于火灾烟颗粒光散射的数值计算多采用球形或椭球模型,实际上,火灾烟颗粒的形貌与球形和椭球均存在显著差异,烟颗粒的SEM图像表明,烟颗粒具有近似分形的结构。本文利用DDA方法计算了随机取向的火灾烟颗粒分形凝团以及同体积的球形颗粒的光散射Muller矩阵,并对两者的归一化Muller矩阵元素随散射角的分布进行了比较。结果表明:火灾烟颗粒分形模型和球形模型的归一化矩阵元素F1 2 (θ) / F11(θ)、F2 2 (θ) / F11(θ)和F3 4 (θ) / F11(θ)随散射角的分布情况存在显著差异;利用两种模型的光散射矩阵元素F2 2 (θ)/ F11(θ)的差异,可以有效区分烟颗粒与球形干扰颗粒。现有的光电感烟探测器通过直接探测火灾中生成的烟颗粒散射光的光强进行火灾报警,容易受非火灾烟雾颗粒如水汽、粉尘等干扰而发生误报,其中粉尘是一种广泛存在的误报源。目前烟颗粒光散射特征的研究多针对单个凝团,实际上烟雾是具有近似分形结构、基本颗粒数N近似服从对数正态分布、空间随机取向的烟颗粒群。因此,烟颗粒群光散射的计算必须对烟颗粒凝团的粒径及空间取向进行统计平均。本文利用DDA方法计算了服从一定粒径分布的随机取向的烟颗粒群和粉尘颗粒的光散射Muller矩阵,比较了两者光散射矩阵元素随散射角分布的差异。结果表明:烟颗粒和粉尘颗粒的光散射Muller矩阵元素F1 1 (θ) / F11(0)、F2 2 (θ) / F11(θ)、F3 3 (θ) / F11(θ)、F4 4 (θ) / F11(θ)、F1 2 (θ) / F11(θ)和F3 4 (θ) / F11(θ)随散射角的分布存在显著差异。其中光散射矩阵元素F2 2 (θ) / F11(θ)的差异实验中较容易测得,利用两者光散射矩阵元素F2 2 (θ)/ F11(θ)随散射角分布的差异便可有效地区分烟颗粒和粉尘颗粒,这对降低光电感烟探测器的误报率具有重要意义。