火灾烟雾浓度是火灾科学研究领域中极其重要的物理量。在火灾烟雾控制、性能化设计、人员疏散,材料安全评估,火羽流、燃烧诊断以及火灾探测等研究中,都需要对火灾烟雾浓度进行准确的测量。针对这一需求以及长期以来存在的相关问题,本文通过研究各种火灾烟雾浓度测量标准,并在充分的文献调研基础上,总结出规范的测量仪器参数。以这些参数为指导,通过光路机械的设计,以反射式光路结构,避免了由对射式光路结构所带来的较大机械误差;通过光学元件的配合布置,使所有的电路系统集中于一体,克服了分散式电路系统中因长距离模拟信号传输而造成的抗干扰能力差、漂移大等缺点;通过电路模型的深入分析、计算和测试,对激光器驱动电路、光电二极管前置放大器、次级放大器和仪表放大器进行了设计,对各个电路模块的线性度、稳定性、带宽、噪声水平和温度稳定性实现了良好的控制。本文设计并研制的基于消光原理的火灾烟雾浓度测量系统,达到了优良的性能和技术指标,包括:在常温下,系统灵敏度达到0.12%/m(置信度99.7%),绝对准确度高于0.66%/m(置信度99.7%),达到国际标准商用仪器精度水平;系统工作在85 C的高温环境中时,误差小于6%/m。而在小于45 C的环境中,误差小于1%/m。本系统还具备以下特点:使用可更换波长的单色光作为光源,结果易标定;测量光程灵活可调,适应于各种尺寸的火灾实验;准直孔对前向散射光的接收不超过2度,测量物理意义真实可靠;系统指标为严格的测试结果,使用不确定度低;成本低,易于复制。本测量系统可基本解决大多数火灾实验场合烟雾浓度测量的问题,具有广泛的应用前景。