CN104089855A - 一种偏振光散射测量颗粒物的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种偏振光散射测量颗粒物的方法及装置，测量时，将待测空气样品以恒定速度流过测试区，激光经聚焦偏振处理后照射所述测试区；包括以下步骤：1)探测当前颗粒物对激光散射后的散射光的Stokes矢量，所述Stokes矢量为表示散射光光强和偏振态的矢量；2)根据Stokes矢量分别计算得到散射光的偏振参量；3)将所述散射光的偏振参量与标准库中的散射光的标准偏振参量进行比对，查找最接近的一组标准偏振参量对应的粒径区间和折射率；4)根据折射率确定出当前颗粒物对应的成分，进而获得成分信息及其粒径区间信息。本发明方法及装置，可分析得到颗粒物的成分信息，且分析粒径分布时能准确区分小粒径粒子的粒径分布，同时成本也得到较好的控制。

Description

一种偏振光散射测量颗粒物的方法及装置

【技术领域】

本发明涉及空气中颗粒物的检测，特别是涉及一种偏振光散射测量颗粒物的方法及装置。

【背景技术】

颗粒物的粒径分布和浓度检测是大气环境检测的重要研究对象和组成部分，对颗粒物的粒径分布、浓度和成分的研究也存在很多方法。主要的方法有振荡天平法、滤膜称重法、压电晶体法、beta射线吸收法、光透射法以及光散射法。在实际的测量中，因为仪器的可重复使用性和精确性，对颗粒物浓度测量主要使用振荡天平法和光散射法，而前者虽然精度高，但作为一般实验研究和个人使用，成本过于昂贵，而且近年来光电探测器、信号放大器等光电器件的发展，光散射法越来越成为更多人首选的方法。然而，现有的基于光散射原理分析颗粒物的方法中，多用于分析颗粒物的粒径大小分布及计算颗粒物的浓度，却无法区分颗粒物的具体成分。而且现有的分析方法分析粒径大小分布时，只能区分大粒径粒子的粒径分布，无法准确区分小粒径粒子的粒径分布。这是因为，现有的分析测量方法中，基于散射光强进行测量分析，然而由于散射光强与粒径大小成正比，粒径很小的粒子散射光强很弱，会被大粒径粒子的散射光覆盖，造成散射光强分析时小粒径粒子信息缺失，所以对粒径较小的粒子探测不准确，经常无法区分粒径较小的粒子的粒径分布情况。虽然增加多个散射角度的探测器数目或者提高探测器灵敏度是解决问题的办法，但是这对成本和结构复杂性提出了挑战。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种偏振光散射测量颗粒物的方法及装置，可分析得到颗粒物的成分信息，且分析粒径分布时不仅能区分大粒径粒子的粒径分布，还能准确区分小粒径粒子的粒径分布，同时成本也得到较好的控制。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种偏振光散射测量颗粒物的方法，将待测空气样品以恒定速度流过测试区，激光经聚焦偏振处理后照射所述测试区；探测分析当前流过测试区的空气样品中的当前颗粒物时，包括以下步骤：1)探测当前颗粒物对激光散射后的散射光的Stokes矢量，所述Stokes矢量为表示散射光光强和偏振态的矢量；2)根据步骤1)检测的Stokes矢量分别计算得到散射光的偏振参量，包括线偏振度DOP_L、圆偏振度DOP_C、取向角和椭圆率α；3)将所述散射光的偏振参量与标准库中的散射光的标准偏振参量进行比对，查找最接近的一组标准偏振参量对应的粒径区间和折射率；4)根据步骤3)查找的折射率确定出当前颗粒物对应的成分，进而获得成分信息及其粒径区间信息。

一种偏振光散射测量颗粒物的装置，包括激光源、聚焦单元、起偏单元，探测单元和计算处理单元；将待测空气样品以恒定速度流过测试区，所述激光源发出激光依次经所述聚焦单元聚焦、所述起偏单元偏振处理后照射到所述测试区；所述探测单元用于探测流过所述测试区的待测空气样品中的当前颗粒物对激光散射后的散射光的Stokes矢量，所述Stokes矢量为表示散射光光强和偏振态的矢量；所述计算处理单元根据上述步骤2)至步骤4)由所述探测单元探测的散射光的Stokes矢量分析得到当前颗粒物的成分信息及其粒径区间信息。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

本发明的偏振光散射测量颗粒物的方法及装置，使用偏振处理后的激光照射待测样品，探测其散射光的表示散射光光强和偏振态的Stokes矢量信息进行分析，由Stokes矢量信息计算偏振参量，与标准偏振参量进行比对从而获取成分信息，粒径分布信息。由于方法中采用标准库事先获取已知常见成分的偏振参量，进行比对后，即可根据偏振参量的接近程度判断待测颗粒物的成分信息。而由于采用偏振信息进行分析，不再仅仅依赖光强探测小粒径粒子，可依据散射光的偏振特征获取小粒径粒子的信息，从而可准确地探测到小粒径粒子的信息，进而能准确获取小粒径粒子的粒径分布信息。本发明的方法并不要求探测器具有较高灵敏度，因此成本得到了很好地控制。

【附图说明】

图1是本发明具体实施方式中偏振光散射测量颗粒物的方法中探测分析阶段的流程图；

图2是本发明具体实施方式中偏振光散射测量颗粒物的装置的结构示意图；

图3是本发明具体实施方式中测量装置的一个具体实例结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明做进一步详细说明。

本发明中的测量方法是一种基于光的偏振散射特性的粒径成分、分布测量方法，它区别于以往光散射测量的最大特点就是采用偏振光入射到待测样品，同时测量出射的散射光的偏振特征。不同颗粒物散射过程中颗粒物的尺寸形态和分布属性不仅反映在散射强度上，更能敏感地影响偏振光学特征。偏振散射的测量模式可以有效降低传统光散射粒径分析法中对角度和波长信息的要求。由Mie散射理论分析得到，较小粒径的颗粒物其对偏振光的散射作用大于大粒子，更适合通过计算散射光的偏振特征得到小粒径的结构分布信息。偏振散射技术继承了光散射法较其它方法成本低，操作简单快捷，测量范围广，局限性小的优点；在此基础上，又减少了探测器的数量，为进一步降低成本，测量装置结构简化起到了很大的作用。

如图1所示，为本具体实施方式的测量颗粒物的方法的流程图，测量时，将待测空气样品以恒定速度流过测试区，激光经聚焦偏振处理后照射所述测试区。流过测试区的空气样品中的当前颗粒物会对激光进行散射，探测散射光的特征，从而分析得到当前颗粒物的属性(成分、粒径)信息。对每一个颗粒物进行探测分析，统计后，即可得到待测空气样品的成分、粒径分布。探测分析当前流过测试区的空气样品中的当前颗粒物时，包括以下步骤：

P1)探测当前颗粒物对激光散射后的散射光的Stokes矢量，所述Stokes矢量为表示散射光光强和偏振态的矢量。

该步骤中，基于偏振光对不同结构和分布属性的粒子散射光强分布和偏振态变化规律不同，因此探测散射光的光强以及偏振特征可以分析评估散射微粒组成。对散射后的散射光可以建立表示其光强和偏振态的Stokes矢量，具体地，Stokes矢量的数学表达形式是S＝(I，Q，U，V)。其中，I表示散射光的光强，Q表示散射光中水平线偏振光或垂直线偏振光的光强，U表示散射光中45°线偏振光或135°线偏振光的光强，V表示散射光中右旋圆偏振光或左旋圆偏振光的光强。

如下，举例说明一种根据光强值确定Stokes矢量的方法。探测时，分别探测所述散射光在0°线偏振处理后的光强I₁、90°线偏振处理后的光强I₂、45°线偏振处理后的光强I₃、135°线偏振处理后的光强I₄、右旋圆偏振处理后的光强I₅、左旋圆偏振处理后的光强I₆，根据六个光强值计算得到Stokes矢量。计算时：总光强I＝I₁+I₂(或＝I₃+I₄，或＝I₅+I₆)。Q＝I₁－I₂，U＝I₃－I₄，V＝I₅－I₆。计算得到Q＞0时，表示散射光中0°线偏振光占主要成分，主要表示水平线偏振光的光强，散射光更容易转变为0°偏振方向；计算得到Q＜0时，表示散射光中90°线偏振光占主要成分，主要表示垂直线偏振光的光强，散射光更容易转变为90°线偏振方向。相应地，U＞0时，则表示散射光中45°线偏振光占主要成分，主要表示45°线偏振光的光强，散射光更容易转变为45°线偏振方向。V＞0时，则表示散射光中右旋圆偏振光占主要成分，主要表示右旋圆偏振光的光强，散射光更容易转变为右旋圆偏振光。需说明的是：上述通过光强确定Stokes矢量的方法仅为举例的一种，其它可确定上述四个表示光强和偏振信息的矢量的方法均可用于本具体实施方式的探测分析中，不应该理解为仅此一种方式。

P2)根据步骤P1)检测的Stokes矢量分别计算得到散射光的偏振参量，包括线偏振度DOPL、圆偏振度DOPC、取向角(表示椭圆偏振光的取向方向)和椭圆率α(表示椭圆偏振光中长短轴之比)。

该步骤中，计算时，可根据如下公式计算得到偏振参量： ${\mathrm{DOP}}_C=\sqrt[2]{V^2}/I,$ α＝tan(sin^-1(V))。

P3)将散射光的偏振参量与标准库中的散射光的标准偏振参量进行比对，查找最接近的一组标准偏振参量对应的粒径区间和折射率。

该步骤中，利用获取的偏振参量来考察颗粒物的属性，如折射率、粒径和成分等。考察时，通过查找标准库进行比对，获取属性信息。标准库由用户事先多次测量总结得到。测量制备标准库时，可直接测量已知颗粒物成分的空气样品流过测试区时对激光散射后的散射光对应的偏振参量，并记录该已知颗粒物成分的粒径区间和折射率，从而得到粒径区间、折射率与偏振参量一一对应的标准库。

标准库中可测多种颗粒物成分对应的偏振参量(DOP_L、DOP_C、α)、粒径区间和折射率，多种颗粒物包括炭黑，粉尘，氧化铝颗粒，二氧化硅颗粒，水溶性离子颗粒(硫酸液滴，硫酸铵颗粒，硝酸铵颗粒，硝酸钠颗粒，硝酸钡颗粒，氯化铵颗粒)，盐颗粒，砂岩颗粒，汽车尾气颗粒(硫化铅颗粒、氧化铅颗粒)。如下表1中仅列举其中硫酸液滴，硝酸铵液滴，海盐颗粒，砂岩颗粒作为已知成分时的标准库形式。其它成分时相应测量制成标准库即可，并不仅限于测量表中列举出的四种成分。另外，表1仅给出标准库的表现形式，具体数值由用户根据多次测量统计得到。

表1

表1中的粒径分布划分可根据实际情况做出调整，上述粒径划分仅为示意性说明，不代表唯一的划分分类。划分时，可按上述划分为0.1μm～0.4μm、0.4μm～1μm、1μm～2.5μm、2.5μm～5μm、5μm～10μm五个区间。需说明的是，尤其要包括0.1μm～0.4μm和0.4μm～1μm两个小粒径区间，从而便于探测分析时分析小粒径颗粒的偏振参量，进而准确获取小粒径的成分和分布信息。优选地，当颗粒物粒径大于1μm时，可根据矢量I优先判断颗粒物的粒径分布。这是因为，当颗粒物粒径大于1μm时，表示散射总光强的矢量I与颗粒物粒径之间有成正比的关系，例如当I位于IM～IN范围内时，粒径在1μm～2.5μm；当I位于IO～IP范围内时，粒径在2.5μm～5μm；当I位于IQ～IR范围内时，粒径在5μm～10μm，且其中表示散射光强的数值IM＜IN＜IO＜IP＜IQ＜IR。这样，在矢量I大于光强值IM时，根据矢量I判断颗粒的粒径区间，结合根据偏振参量判断粒径区间，两次粒径区间的判断结果可相互印证，增加测量分析的准确性。

表1表示仅在某一个散射角度下的标准库用于探测分析。优选地，步骤1)中可探测全散射角度的Stokes矢量，但相对统计时的复杂度较高。考虑散射体一般为球体，散射空间分布具有对称性，所以在0-360°的全散射角度范围内选取0-180°的散射角度进行探测分析。由于小粒子(相对波长)的散射角度较大，而大粒子的散射角较小，综合统计分析后，优选出四到五个测量角度进行Stokes矢量探测分析，测量角度包括165度左右(158°～165°)背向散射角度、10度左右(10°～15°)前向散射角度、90度垂直角度以及60度左右(55°～63°)和130度左右(115°～130°)侧向角度等四到五个具有代表性的角度，这样既能得到较宽范围的散射角度的数据，同时计算复杂度也不会太高。需说明的是，根据理论计算已经证明对于PM2.5甚至PM1这样的小粒子，165度左右的背向散射偏振光已足够提取数据进行小粒径粒子分析，而同时提取其它角度的散射偏振光进行对照，可提供更有力的证据。这与普通的散射方法相比，减少了对角度的依赖。而且该五个散射角度的确定并非随意为之，而是经过多个数据的统计积累，才得到该五个散射角度处进行探测得到的偏振参量可较好地表征颗粒物的偏振特性，10°～15°的前向散射角度主要获取粒径较大(大于1μm)的颗粒物的偏振信息，背向158°～165°主要获取粒径较小(0.1～1μm)的颗粒物的偏振信息，但前向和背向角度区分粒径不是分立的，即背向角度也可以探测粒径较大颗粒物，背向探测在较大粒径区分可对前向修正和参照。考虑散射角度后，可建立优选的标准库，如下表2所示：

表2

通过上表2，标准库可更全面地反映颗粒物成分对应的五个散射角度的偏振参量，从而更加精确地判断样品中的成分。

根据步骤P2)获取的偏振参量DOP_L，DOP_C，，α，比对上述标准库，发现某一组比较接近，例如为与A22、B22、C22和D22最接近。这里判断接近的程度，可依据两者之间的误差最小来判断。根据该组标准偏振参量信息，即可得到该偏振参量对应的粒径区间为0.4～1μm，折射率为E2。根据该最接近的一组标准偏振参量信息确定这粒径区间和折射率信息时，可根据实际情形，先确定得到当前颗粒物的粒径区间，然后再确定得到当前颗粒物的折射率。

P4)根据查找的折射率确定出当前颗粒物对应的成分，进而获得成分信息及其粒径区间信息。

该步骤中，即根据前述得到的折射率E2确定成分。因为颗粒物的折射率与其成分有一一对应关系，从标准库表格中可得到该一一对应关系，即折射率E2对应的成分为硝酸铵颗粒。相应地，即得到当前颗粒物的成分为硝酸铵颗粒，粒径分布在0.4～1μm。

对流过测试区的待测空气样品进行连续测量，统计每个颗粒物的成分和分布，即可得到待测空气样品的成分组分和分布组成，进而得到颗粒物的浓度。

本具体实施方式的偏振光散射测量颗粒物的方法中，采用标准库事先获取已知常见成分的偏振参量，进行比对后，即可根据偏振参量的接近程度判断待测颗粒物的成分信息。而由于采用偏振信息进行分析，不再仅仅依赖光强探测小粒径粒子，可依据散射光的偏振特征获取小粒径粒子(0.1～1μm范围内)的信息，从而可准确地探测到小粒径粒子的信息，进而能准确获取小粒径粒子的粒径分布信息。相比以往，只能探测大粒径粒子的颗粒分布情形，效果又明显地提升。由于探测到小粒径粒子是依据偏振光特征，并不要求增加光探测的灵敏度，从而成本也得到了很好地控制。

本具体实施方式中，还提供一种偏振光散射测量颗粒物的装置。装置的结构示意图如图2所示，包括激光源L、聚焦单元C、起偏单元PSG，探测单元100和计算处理单元200。

将待测空气样品以恒定速度流过测试区，所述激光源L发出激光依次经所述聚焦单元C聚焦、所述起偏单元PSG偏振处理后照射到测试区。图2中，测试区仅示意了颗粒物O，颗粒物对激光散射后，通过探测单元探测散射光的光强和偏振特性。在颗粒物的背面还示意了光阱T，用于吸收没有被散射的光。

探测单元100用于探测流过所述测试区的待测空气样品中的当前颗粒物对激光散射后的散射光的Stokes矢量，所述Stokes矢量为表示散射光光强和偏振态的矢量。图2中，示意了在五个角度分别设置子探测单元d1～d5的优选情形，同时探测五个散射角度的散射光的光强和偏振特性，可更全面地获取信息。五个角度分别为10度至15度的前向探测角度，x2为55度至63度的侧向探测，x3为90度垂直探测，x4为115度至130度的侧向探测角度，x5为158度至165度的背向探测角度。此处，前向表示一束光入射样品后从与入射方向相对的方向接收样品散射出的光，即入射和接收相对设置。背向是指一束光入射样品后再从入射方向接收样品散射出来的光，即入射和接收在同一个方向。除如图2所示设置五个探测单元之外，也可仅设置一个较大的面阵探测单元，同时用于探测5个角度的信息。

计算处理单元200根据上述测量方法中的步骤P2)至步骤P4)由所述探测单元100探测的散射光的Stokes矢量分析得到当前颗粒物的成分信息及其粒径区间信息。

图3所示，为一种具体实例装置示意图。光源L为He-Ne激光器(输出波长632.8nm输出功率40mW)，C1为光阑，P1、P2、P3为线性偏振片(THORLABS，USA，消光比20000：1)，R1、R2、R3为零级石英1/4波片，lens1、lens2为胶合透镜(THORLABS，USA，焦距为10mm，半径为5.2mm，中心厚度为5.9mm)，M为中心有小孔的平面反射镜，R表示测试区，S为样本，CCD为探测器(面阵CCD)。

其中，光阑C1和透镜lens1组成聚焦单元。光阑C1阻挡多余的光通过，透镜lens1会把激光整形为平行平面光。

在聚焦单元之后设置了线性偏振片P1和1/4波片R1，用于将激光源出射的光调制为圆偏振光。设置线性偏振片P1和1/4波片R1可用于将不同激光光源发出的入射光始终调制为圆偏振光，增加系统可重复性测试的优势。这是因为：P1和R1将入射光调制为圆偏振光后，后续的检偏单元的光学元件在每次调整激光器后不需要做过多调整，因为不同的激光器发出的光的偏振态不同，通过调节P1和R1使所有激光器发出的入射光统一调制为圆偏振光，而不需要调整检偏的偏振片P3和波片R3，保证实验中检偏部件偏振调制角度的固定，使实验更具有可重复性的优势。

入射光调制为圆偏振光后，偏振片P2和1/4波片R2组成起偏单元，调节偏振片P2和1/4波片R2的方位角和延迟相位，使入射激光具有特定偏振态，使激光起偏为需要的特定方向的偏振光。例如起偏为水平偏振光、垂直偏振光、45°偏振光、135°偏振光、右旋圆偏振光、左旋圆偏振光中的一种，使激光以偏振光的形式照射待测样品。

当光从样品中散射出来时，透镜lens2将样品散射的光经过反射镜M反射的发散光聚焦为平行光，即带孔反射镜M的中心位于透镜lens2的焦点处。

偏振片P3和1/4波片R3组成检偏单元，与面阵CCD一起组成探测单元。散射光经过偏振片P3和1/4波片R3组成的检偏单元后，调节偏振片P2和1/4波片R2的方位角和延迟相位，只有特定偏振态光能通过，这样面阵CCD的探测到了特定偏振态的散射光强。为同时探测到Stokes矢量中的四个矢量I、Q、U、V，使用偏振分光棱镜把散射光进行分束(图3中仅示意了其中一个通道的情形)，然后分到不同检偏器通道中，每个通道分别检测一种偏振态对应的矢量，分别是：

通道1：不加检偏，得到散射光光强，即矢量I；

通道2：0度方向检偏，得到0°线偏振处理后的光强I₁。结合矢量I，计算得到90°线偏振处理后的光强I₂＝I－I₁，然后由I₁－I₂计算得到矢量Q；

通道3：45度方向检偏，得到45°线偏振处理后的光强I₃。结合矢量I，计算得到135°线偏振处理后的光强I₄＝I－I₃，然后由I₃－I₄计算得到矢量U；

通道4：右旋圆偏振检偏，得到右旋圆偏振处理后的光强I₅。结合矢量I，计算得到左旋圆偏振处理后的光强I₆＝I－I₅，然后由I₅－I₆计算得到矢量V。

这样可以同时得到Stokes四个矢量。Stokes矢量的同时性测量，可确保测量的四个矢量是对应同一颗粒物散射的，而非分多次测量存在关联性较差的问题。

探测到Stokes矢量后，计算处理单元200根据前述测量方法中的步骤P2)至步骤P4)由散射光的Stokes矢量分析得到当前颗粒物的成分信息及其粒径区间信息。

优选地，虚线框内透镜lens2、检偏单元和CCD探测器收集集成到一起，从lens2到CCD都在一个可以转动的平台上。当平台转动时，平面反射镜M的中心圆孔为转动中心，从而保证入射光每次可以通过平面镜，且散射的光经平面镜进入探测器。通过转动平台，可以探测多个散射角度(优选为前述五个代表性的散射角度)的Stokes矢量，进而得到多个散射角度的偏振参量进行分析，通过多个散射角度的探测，提供更有力的证据，提高测量分析的准确性。

图3所示的测量装置，单次测量时间不超过22秒，数据处理时间不超过60秒(与计算机的处理能力相关)，故具有快速大容量检测的能力。单次测量到当前颗粒物的成分以及粒径区间后，对样品中各个颗粒物的测量结果进行统计分析，从而测量得到待测空气样品中颗粒物的成分组成，粒径分布，进而计算颗粒物的浓度。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种偏振光散射测量颗粒物的方法，其特征在于：将待测空气样品以恒定速度流过测试区，激光经聚焦偏振处理后照射所述测试区；探测分析当前流过测试区的空气样品中的当前颗粒物时，包括以下步骤：1)探测当前颗粒物对激光散射后的散射光的Stokes矢量，所述Stokes矢量为表示散射光光强和偏振态的矢量；2)根据步骤1)检测的Stokes矢量分别计算得到散射光的偏振参量，包括线偏振度DOP_L、圆偏振度DOP_C、取向角和椭圆率α；3)将所述散射光的偏振参量与标准库中的散射光的标准偏振参量进行比对，查找最接近的一组标准偏振参量对应的粒径区间和折射率；4)根据步骤3)查找的折射率确定出当前颗粒物对应的成分，进而获得成分信息及其粒径区间信息。 

2.根据权利要求1所述的偏振光散射测量颗粒物的方法，其特征在于：所述步骤1)中所述Stokes矢量包括矢量I、Q、U、V，其中，I表示散射光的光强，Q表示散射光中水平线偏振光或垂直线偏振光的光强，U表示散射光中45°线偏振光或135°线偏振光的光强，V表示散射光中右旋圆偏振光或左旋圆偏振光的光强。 

3.根据权利要求2所述的偏振光散射测量颗粒物的方法，其特征在于：所述步骤2)中按照如下公式计算得到偏振参量：                                                   α＝tan(sin^-1(V))。 

4.根据权利要求1或2所述的偏振光散射测量颗粒物的方法，其特征在于：所述步骤1)探测时，分别探测所述散射光经0°线偏振处理后的光强I₁、90°线偏振处理后的光强I₂、45°线偏振处理后的光强I₃、135°线偏振处理后的光强I₄、右旋圆偏振处理后的光强I₅、左旋圆偏振处理后的光强I₆，根据六个光强值计算得到Stokes矢量。 

5.根据权利要求1所述的偏振光散射测量颗粒物的方法，其特征在于：所述步骤1)中探测0～180°的散射角度处的散射光的Stokes矢量；所述步骤3)中标准库中存储有0～180°散射角度下粒径区间、偏振参量和折射率的信息。 

6.根据权利要求5所述的偏振光散射测量颗粒物的方法，其特征在于：探测的散射角度选取五个角度，包括10°～15°的前向探测角度，55°～63°的侧向探测角度，90°垂 直探测角度，115°～130°的侧向探测角度，158°～165°的背向探测角度。 

7.根据权利要求1所述的偏振光散射测量颗粒物的方法，其特征在于：所述步骤3)中查找时最接近的判断标准为：所述散射光的偏振参量与某一标准偏振参量的误差最小，则该标准偏振参量为最接近的标准偏振参量。 

8.根据权利要求1所述的偏振光散射测量颗粒物的方法，其特征在于：所述标准库是由用户事先测量得到，测量已知颗粒物成分的空气样品流过测试区时对激光散射后的散射光对应的偏振参量，并记录所述已知颗粒物成分的粒径区间、偏振参量、折射率作为标准库中的粒径区间、偏振参量、折射率。 

9.根据权利要求1所述的偏振光散射测量颗粒物的方法，其特征在于：所述标准库中粒径区间包括0.1μm～0.4μm、0.4μm～1μm、1μm～2.5μm、2.5μm～5μm、5μm～10μm五个区间。 

10.一种偏振光散射测量颗粒物的装置，其特征在于：包括激光源、聚焦单元、起偏单元，探测单元和计算处理单元；将待测空气样品以恒定速度流过测试区，所述激光源发出激光依次经所述聚焦单元聚焦、所述起偏单元偏振处理后照射到所述测试区；所述探测单元用于探测流过所述测试区的待测空气样品中的当前颗粒物对激光散射后的散射光的Stokes矢量，所述Stokes矢量为表示散射光光强和偏振态的矢量；所述计算处理单元根据权利要求1中步骤2)至步骤4)由所述探测单元探测的散射光的Stokes矢量分析得到当前颗粒物的成分信息及其粒径区间信息。