改革开放以来中国经济进入了一个快速发展的阶段,工业现代化进程进一步深化,生态破坏和环境污染也进一步加剧。由烟尘所带来的大气污染和社会问题也日趋严峻。为了减少环境污染和减轻社会危害,对烟尘空间分布规律的研究有很重要的科学意义和应用前景。本文主要研究内容是对火灾、矿业事故、爆炸事故、毒物泄露等突发性高危害性大的安全事故以及大气环境质量进行烟尘浓度空间分布的研究。主要是通过基于FPGA的数据采集系统采集浓度信息,利用FLUENT流体力学软件对粉尘浓度分布进行模拟仿真,FLUENT仿真结果与粉尘浓度采集系统采集数据进行分析对照,以此来分析总结烟尘浓度的空间分布规律,为工程测量提供数值依据,掌握烟尘在火灾现场的蔓延规律。本文通过研究国内外不同粉尘浓度的测量方法并比较各自优缺点,选用光透射法的测量原理来设计粉尘浓度测量系统。粉尘浓度测量系统分为前端光电探测模块和后端FPGA粉尘浓度采集模块。前端光电探测模块是基于消光法的测量原理来设计,在粉尘浓度探测测量过程中把粉尘浓度信号转换为电压信号传递给后端FPGA粉尘浓度采集模块进行信号采集与处理。为了提高测量精度,提高系统的抗干扰能力,采用双光路差分法设计前端粉尘浓度探测电路。为了减少测量过程中的工作量,保证浓度采集效率的高效性及提高采集的可操作性,完成了对粉尘浓度机械测量结构的设计。本文在进行大量相关的理论研究与现场实验的基础上,对所得到的数据进行处理分析,通过理论分析与实验数据相互验证掌握烟尘浓度的空间分布规律,为火灾、矿难、爆炸等安全事故预警与救治以及大气环境质量的监测提供了理论基础和实验依据。