大气能见度是一个对航海、航空和陆上交通等都有重要影响的气象要素,由于不良能见度导致的大规模连锁交通事故时有发生,造成了人员伤亡和财产损失,能见度也日益被人们所关注。前向散射式能见度测量仪由于其成本低、体积小、安装维护方便等特点成为能见度测量的一种重要工具。但目前市场上使用的前向散射式能见度仪在一定能见度范围内仍出现较大的测量误差,因此研究如何改善前向散射式能见度测量仪的不确定度具有重要意义。目前散射式能见度仪一般通过透镜限制接收器的视场角,接收光束成张角较大的锥形,视场角仍偏大,测量角度具有较大不确定性。文中提出了使用透镜和阶跃光纤组合方式限制接收器视场角,接收光束为测量角度的入射平行光束,符合严格的角散射系数定义。文中使用了以上两种限制接收器视场角的方式对角散射系数进行测量,并通过公式推导得出两种方式测得的散射系数的比值等于测得的散射光信号的比值。测量系统的模拟电路部分主要包括光源调制电路、光电检测电路、带通滤波电路和正交锁相放大电路。在电路设计中充分考虑了电子线路中常见噪声对数据测量的影响,通过多种抑制方法减小噪声的影响。数据的采集、中值平均滤波和数据显示等工作主要通过低功耗的16位混合信号处理器MSP430F149完成。在具体实验中使用TDA-4B气溶胶发生器产生6种不同浓度的次微米级气溶胶,将气溶胶充入定制的测量器皿中,用两种限制视场角的方式同时测量不同浓度下的角散射系数,得出了接收器视场角对散射系数测量的影响。在本实验中未采用透镜限制接收器视场角方式测得的角散射系数是采用透镜和阶跃光纤组合方式的1.96倍,符合散射理论,并通过计算得出接收器视场角偏大会导致能见度测量值偏低。