激光在烟雾等气溶胶中传输时,会受到气溶胶散射和吸收作用的影响,基于激光的这一特点,搭建了脉冲激光测量烟雾浓度的实验平台,对四种典型烟雾的脉冲激光传输特性进行了实验研究。以激光传输理论为基础,应用蒙特卡罗方法建立了脉冲激光在烟雾中传输的数学模型,提出了区分烟雾类型和计算烟雾浓度的方法。本文主要进行了以下几个方面的研究:(1)以Mie散射理论为基础,建立了以光子传输模型和烟雾浓度计算模型为核心的脉冲激光在烟雾中传输的蒙特卡罗数值计算模型。(2)搭建了脉冲激光探测烟雾浓度的实验系统,主要包含脉冲激光发射系统、烟雾箱和脉冲激光接收系统,采用“一发四收”的探测方式对四种典型烟雾进行实验研究。(3)对四种典型烟雾的散射特性进行测试,计算相对光强比,结果表明:散射光相对光强比与烟雾种类有关,与烟雾浓度无关,在烟雾类型未知的前提下,根据相对光强比可以判断烟雾类型;对四种典型烟雾的透射特性进行测试,可以得到烟雾的实时光学浓度。(4)通过理论与实验相结合的方法,应用MATLAB软件进行了烟雾散射和透射特性的蒙特卡罗数值计算,得到了脉冲激光在烟雾中的传输特性,通过与实验值对比,二者一致性较好,验证了实验方案的可行性和实验系统的可靠性。(5)根据脉冲激光在烟雾中的透射特性,计算烟雾光学浓度,给出了烟雾光学浓度和质量浓度关于某一特征参数的经验公式。采用脉冲激光多角度探测烟雾浓度,根据本文提出的实验方案,在烟雾类型未知的情况下,只要有两个以上角度匹配,即可判断烟雾类型和烟雾浓度。基于激光散射测量烟雾浓度的方法具有快速、实时等优点,为激光探测烟雾的传输特性和浓度测量奠定了基础。