本文關(guān)鍵詞：基于菲涅爾透鏡濃度測(cè)試的基礎(chǔ)技術(shù)研究

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【摘要】：近年來(lái),我國(guó)眾多行業(yè)在工農(nóng)業(yè)及科學(xué)技術(shù)飛速進(jìn)步的帶領(lǐng)下也得到了快速發(fā)展。這些發(fā)展為人們提供了便利舒適的同時(shí)還產(chǎn)生了大量的污染物。人們的身體健康以及日常生活因排放在大氣中的粉塵顆粒的增多受到了一定的威脅。測(cè)量大氣中粉塵濃度是實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)與治理重要的一步。生活中常見(jiàn)的粉塵濃度測(cè)量?jī)x器大多采用接觸式的測(cè)量方法。雖然可達(dá)到較高的測(cè)量精度,但是這些方法的測(cè)試周期長(zhǎng)。而且測(cè)量成本也很高。近幾年發(fā)展起來(lái)的基于光電檢測(cè)技術(shù)的粉塵濃度測(cè)量技術(shù),如透射法,散射法等光學(xué)測(cè)量方法。這些方法具有在線(xiàn)測(cè)量等優(yōu)點(diǎn),因此也逐漸受到重視,應(yīng)用越來(lái)越廣本文基于光學(xué)測(cè)量法的優(yōu)點(diǎn)針對(duì)透射法和散射法測(cè)量精度差的問(wèn)題,提出基于菲涅爾透鏡的散射法與透射法結(jié)合的方法對(duì)粉塵濃度進(jìn)行測(cè)量。將穩(wěn)定的入射光照射到待測(cè)粉塵區(qū)域,粉塵顆粒遇到光后,一部分光能量被吸收,按其原來(lái)的傳播途徑傳播,另一部分光則因粉塵顆粒發(fā)生散射現(xiàn)象,偏離了原來(lái)的傳播方向。本文就是根據(jù)粉塵顆粒對(duì)光的作用,經(jīng)光電探測(cè)器接受所測(cè)信號(hào),通過(guò)測(cè)量經(jīng)粉塵作用后透射光的衰減程度或散射光的衰減程度,可間接體現(xiàn)出待測(cè)粉塵區(qū)域的濃度。僅僅使用光透射法或光散射法測(cè)量粉塵濃度,測(cè)量的粉塵濃度范圍十分有限。當(dāng)粉塵濃度較高或者較低時(shí)并不能精確的測(cè)量出粉塵濃度的實(shí)際大小。為了進(jìn)一步改善測(cè)量大氣環(huán)境中粉塵濃度的方法,本文將光散射法與光透射法進(jìn)行結(jié)合。利用菲涅爾透鏡,將點(diǎn)光源的光擴(kuò)散為占有大空間的平行光,照射進(jìn)粉塵待測(cè)區(qū)域,經(jīng)過(guò)粉塵作用的光信號(hào),基于光透射法適用的朗伯比爾原理,光散射法適用的Mie散射定律,選擇特定的散射角,將所獲得的散射信號(hào)與透射信號(hào)經(jīng)信號(hào)采集傳輸給上位機(jī)后,進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文提出的方法即增大了測(cè)量區(qū)域面積,又能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)粉塵的高精度檢測(cè),所采用的基于光散射與透射原理為基礎(chǔ)的大氣粉塵濃度測(cè)量方法對(duì)高濃度或者低濃度的粉塵環(huán)境的測(cè)量結(jié)果精確可靠。
【關(guān)鍵詞】：測(cè)試 粉塵濃度 光透射 光散射 菲涅爾透鏡
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：X831
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 課題背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-14
• 1.3 課題的研究目的14
• 1.4 論文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排14-16
• 2 粉塵濃度測(cè)試原理及總體方案16-24
• 2.1 粉塵顆粒在大氣中的分布形態(tài)16-17
• 2.2 光透射法測(cè)量原理17-18
• 2.3 光散射法測(cè)量原理18-20
• 2.4 菲涅爾透鏡簡(jiǎn)介及測(cè)試原理20-21
• 2.5 粉塵濃度測(cè)量系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)21-23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 3 粉塵濃度檢測(cè)模型設(shè)計(jì)與分析24-34
• 3.1 光透射理論與模型分析24-25
• 3.2 光散射理論與模型分析25-31
• 3.2.1 光散射理論26-28
• 3.2.2 光散射法模型分析28-31
• 3.3 菲涅爾透鏡模型分析31-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 4 粉塵濃度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)34-56
• 4.1 光源發(fā)射裝置設(shè)計(jì)34-45
• 4.1.1 光源選型及發(fā)射特性分析34-41
• 4.1.2 菲涅爾透鏡選型與特性分析41-45
• 4.2 光電探測(cè)裝置設(shè)計(jì)45-53
• 4.2.1 光電探測(cè)器選型及特性分析45-50
• 4.2.2 探測(cè)電路設(shè)計(jì)50-52
• 4.2.3 信號(hào)采集電路設(shè)計(jì)52-53
• 4.3 數(shù)據(jù)處理算法設(shè)計(jì)53-55
• 4.3.1 數(shù)據(jù)處理53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 5 實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理56-66
• 5.1 粉塵濃度檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)56-57
• 5.2 光透射法測(cè)量粉塵濃度57-59
• 5.3 光散射法測(cè)量粉塵濃度59-64
• 5.4 比值法測(cè)量粉塵濃度結(jié)果64
• 5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析64-65
• 5.6 本章小結(jié)65-66
• 6 總結(jié)與展望66-67
• 6.1 總結(jié)66
• 6.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文70-71
• 致謝71-73

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本文編號(hào)：1004464