大气污染问题已成为我国乃至全球最严峻的环境污染问题。可吸入颗粒物是大气污染物中最主要的组成部分之一,易沉积于人体且对人体健康危害巨大。我国是煤炭生产和消费大国,煤炭占我国一次能源消费结构半数以上,燃煤电厂所排放的颗粒物是我国可吸入颗粒物的主要来源之一。随着对燃煤电厂进行超净排放改造,燃煤电厂烟尘排放与控制的要求进一步提高,即烟尘中颗粒物质量浓度不高于10 mg/m~3。更严格的排放标准需要配套更精准的测量手段使之确切落实。目前电厂所用的烟气连续排放监测系统CEMS中有超过80%使用的是光学方法。光学方法通常是利用已知的颗粒对其进行标定来确保测量结果的可靠性,然而实际电厂所排放出的烟尘的颗粒特性易受到锅炉运行工况、排放处理工艺以及燃料种类等条件影响从而发生改变,单纯的周期性标定已经无法满足现有的测量需求,目前已经有学者开始研究通过结合不同测量方法达到提高测量准确性与可靠性的目的。基于上述问题,本文对比了数种较为成熟的测量方法,从中选取了光散射法以及β射线法进行研究,并针对这两种方法开展了以下几个方面的研究工作。基于Mie散射理论模型以及β射线基本理论,详细分析了可能会对光散射法以及β射线法测量结果造成影响的颗粒性质。首先,本文进行了一系列的仿真计算与实验测量研究了颗粒的粒径及形状对光散射法的影响,分析了不同形状和不同粒径的颗粒的散射光分布特性和粒径因子、形状因子的关系。计算和实验双重结果表明,选择10°～15°散射角进行光散射法的质量浓度测量会明显减轻粒径以及形状变化带来的影响,降低这两种因素在基于光散射法测量颗粒物浓度中引入的相对误差。其次,通过实验研究了不同颗粒性质对β射线法造成的影响。搭建了β射线法实验系统,并且选取了三种实际飞灰颗粒以及煤灰颗粒中五种常见组分的纯物质颗粒进行测量。通过分析实验数据发现:颗粒粒径的变化并不会对实验结果的准确性带来明显的影响;而当颗粒成分发生变化时,最大能引起20%～40%的测量误差。因此当β射线法在电厂锅炉的场景下使用时,建议通过增加标定次数以减小误差。值得注意的是,实验结果表明以γ-Fe2O3为例的铁磁性物质内部的磁畴或自发磁化产生的磁场并不会对β射线这种高速电子流产生明显作用而导致β射线法测量铁磁性物体时出现相对误差。最后,本文提出了一种新的基于非对称因子的光散射耦合β射线法（AFLSM-BAM）,该方法通过建立周期平均非对称因子与周期平均质量浓度灵敏度的关系,对质量浓度灵敏度进行实时反演并加以修正,本文基于前文研究选择了12°散射光用于与β射线法质量浓度计算质量浓度灵敏度,36°和144°散射光用于计算非对称因子。为验证该方法的有效性,通过仿真计算及实验测量对比了该方法与其他三种常见的光散射耦合β射线法的可靠性与测量精度。仿真计算与实验结果表明,与目前常见的耦合方法相比,测量结果最大相对误差从80.51%降低至28.52%,平均相对误差可以从12.59%～30.61%降至6.80%～8.71%。并且将四种耦合方法分别与BAM进行一致性分析,分析结果表明本文提出的AFLSM-BAM与BAM的一致性要优于其他三种耦合方法。