煙霧在我們的日常生活中隨處可見,它對于我們的生產(chǎn)和生活產(chǎn)生了很多消極的影響,比如工廠排放的廢氣會影響環(huán)境,火災發(fā)生時生成的大量煙霧會遮擋救援人員的視線,森林火災所產(chǎn)生的濃煙可能會使許多動物還未接觸到明火就先窒息而死等等。因此對于煙霧的研究具有廣泛深遠的意義。在煙霧的眾多性質(zhì)之中,瞬態(tài)煙霧濃度的研究一直是重點。一般煙霧濃度的研究方向分為兩種,它們分別基于光學特性和基于圖像視頻相關信息。這兩種方法各有優(yōu)劣,經(jīng)過光學方法測得的煙霧濃度在準確率上很高,但是整體性表達上不足,對硬件也比較依賴,圖像法可以全面地了解煙霧,擺脫硬件的束縛,但是其研究起步相對于前者晚了一些,在準確程度上有一定缺陷。為了更加全面細致地了解煙霧濃度,本文綜合以上兩個方向,將激光穿透和圖像相似度結合去分析瞬態(tài)煙霧濃度。光學部分試驗根據(jù)瞬態(tài)煙霧的產(chǎn)生特點和朗伯-比爾定理,采用了單點透射的實驗方法。該方法利用一束紅外激光穿透煙霧,將穿透前后激光的能量對比作為煙霧的濃度表示。具體實驗的硬件包括了型號為USB3200的采集卡和激光的收發(fā)裝置,在上位機中利用LabVIEW編輯的采集軟件能夠高效地控制采集卡完成采樣工作,而且操作界面簡單... 

【文章來源】： 吳昊 中北大學

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

煙霧濃度的檢測方法

中北大學學位論文62煙霧測試系統(tǒng)方案設計2.1總體設計方案根據(jù)瞬態(tài)煙霧濃度的測試系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能以及需求，將瞬時狀態(tài)的煙霧濃度測試系統(tǒng)分為瞬態(tài)煙霧濃度采集硬件、瞬態(tài)煙霧濃度采集軟件設計、瞬態(tài)煙霧濃度的圖像分析三大部分。測試系統(tǒng)方案如下：圖2-1瞬態(tài)煙霧濃度測試系統(tǒng)組成Figure2-1Compositionoftransientsmokeconcentrationtestsystem瞬態(tài)煙霧濃度采集硬件部分主要是由數(shù)據(jù)采集卡、激光收發(fā)裝置以及高速攝像機等組成，信號采集硬件部分與CMOS高速攝像機需要同步采集煙霧的實測信號和圖像信息；瞬態(tài)煙霧濃度采集軟件設計主要包括根據(jù)LabVIEW設計的采集軟件，該采集軟件功能主要是控制采集硬件把采集回來的信號在上位機實時顯示，存儲有效數(shù)據(jù)，計算顯示煙霧的透過率；圖像分析的部分把經(jīng)過高速攝像機拍攝得到的煙霧圖像的相似度與該煙霧濃度進行比對，將兩者之間的某種關系建立起來。

中北大學學位論文72.2系統(tǒng)硬件組成搭建的采集系統(tǒng)的硬件平臺主要包含兩種功能的實現(xiàn)，第一部分是實際煙霧信號的采集，采集瞬態(tài)煙霧信號主要需要數(shù)據(jù)采集卡、激光發(fā)射裝置以及激光接收裝置。第二部分為煙霧圖像的拍攝，由于煙霧變化很快，高速攝像機就成為了首眩硬件組成如下圖所示：圖2-2系統(tǒng)硬件搭建Figure2-2Systemhardwareconstruction2.2.1采集卡選擇數(shù)據(jù)采集卡的主要功能是將煙霧的模擬信號通過USB的連接上傳至電腦端，并且可以在電腦端通過LabVIEW控制采集卡的運行[17]。但由于使用環(huán)境的特殊性，采集卡還需要以下幾種特性：(1)模數(shù)轉(zhuǎn)換率高：煙霧信號的持續(xù)時間較短，煙霧濃度會在短時間內(nèi)快速變化。采集卡需要提供高效的數(shù)模轉(zhuǎn)換能力，足夠大的采樣頻率，只有這樣的板卡才能夠滿足具體的實驗使用要求。(2)具備數(shù)字輸入功能：所用采集卡要能和高速攝像機一起利用外接觸發(fā)線同步開始，保證采集的煙霧信號能夠與煙霧的圖像信息一一對應起來。因此采集設備必須滿足能夠通過外接觸發(fā)線進行數(shù)字量輸入的功能，并且該數(shù)字輸入信號可以進入模擬采集通道當中，充當觸發(fā)信號源的角色并能夠準確控制煙霧模

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：2978585