随着生活水平与科技迅速发展，大气环境污染日益加重，而固定污染源排放的颗粒物是大气污染的重要来源之一。固定污染源指化工厂、火力电厂等位置固定的大气污染物排放源。根据理论与实际调研，固定污染源排放的气溶胶粒径分布特性近似为单峰对数正态分布，需要使用三个波长的设备对气溶胶浓度与粒度谱进行测量。为选择最适合的入射光波长组合，本文基于Mie散射理论，设计实现多通道颗粒物浓度监测系统，为三波长设备关键光学参数的选取提供重要的依据。
　　本文基于Mie散射理论设计了优于单通道测量方法的多通道颗粒物浓度监测设备，并研究考察固定污染源排放的气溶胶分布特性与其物理特性；在此基础上结合Mie散射理论与多通道颗粒物浓度测量计算方法，设计特有的入射光波长组合，通过分析仿真结果发现：散射角度个数的增加对测量精度的提升较小，无法弥补其设计与成本上的差距，因此本文为三波长设备与多通道设备选择了单散射角度的光路结构，散射角度40度，多通道波长选择为405nm、450nm、520nm、650nm、808nm、940nm、1064nm、1550nm。通过Matlab仿真程序对多波长组合进行仿真验证，确定不同波长组合下测量颗粒物浓度与粒径分布的准确性，从而选出最适合应用于三波长设备的波长组合，波长组合为450nm，940nm，1550nm。
　　本文根据系统设计要求与仿真选取的关键参数，设计与实现多通道颗粒物浓度监测设备的机械结构与软硬件系统。同时使用基于Linux的上位机软件平台进行相应的上位机软件系统的开发，该软件系统能够对测量数据进行计算存储并显示，并且具有跨平台特性，可以同时运行于三波长设备与多通道设备之中。最后，通过实验平台对设备进行测试，同市面上的颗粒物浓度测量仪器与粒谱测量仪器的测量结果进行对比分析。实验结果证明，本文所选择的入射光波长可以较精确的测量颗粒物浓度与粒径分布，测量结果的误差为6.1%，粒谱对应的中值粒径和标准差的误差分别为1.6%和5.1%。