基于光散射法的顆粒濃度檢測(cè)系統(tǒng)研制
發(fā)布時(shí)間:2022-02-11 11:47
隨著生產(chǎn)生活環(huán)境中霧霾增多,粉塵污染日益受到人們的關(guān)注。目前顆粒物濃度是大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中的一項(xiàng)重要指標(biāo)。因此,研究高效可靠的粉塵濃度監(jiān)測(cè)方法、掌握大氣粉塵的分布及變化規(guī)律,對(duì)于保護(hù)環(huán)境,預(yù)防疾病的發(fā)生等具有重要的意義。光散射法能夠遠(yuǎn)距離的進(jìn)行實(shí)時(shí)在線測(cè)量,因其具有適用性廣、測(cè)量速度快、精度高、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)而在顆粒測(cè)量領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文設(shè)計(jì)了一款基于光散射法顆粒濃度檢測(cè)系統(tǒng),結(jié)合Mie散射理論分析和實(shí)驗(yàn)研究,分別從光敏區(qū)、背景噪聲和探測(cè)系統(tǒng)等方面對(duì)顆粒濃度檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。針對(duì)光學(xué)系統(tǒng),本文利用光調(diào)制模板,優(yōu)化了光敏區(qū)結(jié)構(gòu);通過錐形結(jié)構(gòu)優(yōu)化了光陷阱;通過收集透鏡和光闌組合優(yōu)化了散射光收集系統(tǒng)。采用上述優(yōu)化結(jié)構(gòu)后,提高了低濃度測(cè)量時(shí)系統(tǒng)的信噪比,降低了系統(tǒng)背景噪聲。信號(hào)采集系統(tǒng)選擇S2386光電二極管和LF353、OPA277運(yùn)算放大器,設(shè)計(jì)了三級(jí)放大信號(hào)處理系統(tǒng),增加了偏置調(diào)節(jié)和增益調(diào)節(jié)功能。偏置調(diào)節(jié)抵消了環(huán)境光和光電二極管的暗電流信號(hào)干擾;增益調(diào)節(jié)提高了低濃度測(cè)量時(shí)系統(tǒng)的信噪比,實(shí)現(xiàn)了高(H)、低(L)兩檔檢測(cè),實(shí)現(xiàn)了顆粒濃度檢測(cè)系統(tǒng)的高精度和高可靠性。在信號(hào)處理方面,本文...
【文章來(lái)源】:東南大學(xué)江蘇省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
2018 年 3 月份中國(guó)空氣污染指數(shù)(AQI)的分布情況
量狀況和短期變化趨向,有細(xì)顆粒物、可吸入顆粒物、和臭氧等六項(xiàng)主要污染物參與空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)[11]。由圖 1污染指數(shù)均已超標(biāo)。例如江蘇南京實(shí)時(shí)的 AQI 高達(dá)專家指出,監(jiān)測(cè)體系有差別,應(yīng)理性對(duì)待,但也能看出
圖 1-3 β 射線吸收法測(cè)量裝置示意圖整理得到質(zhì)量濃度 C 的計(jì)算公式為:C = ln 在濾膜上的面積, 為采樣體積。測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍寬,能連續(xù)測(cè)量、系統(tǒng)工作
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]2種常用顆粒物粒徑表征方法的對(duì)比[J]. 江建平,駱仲泱,陳浩,周棟,沙東輝,方夢(mèng)祥,岑可法. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2015(12)
[2]非球形氣溶膠粒子散射特性及其等效Mie散射誤差分析[J]. 胡帥,高太長(zhǎng),劉磊. 氣象科學(xué). 2014(06)
[3]不擴(kuò)束激光粉塵粒度分布測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[J]. 王榮. 裝備制造技術(shù). 2014(05)
[4]中國(guó)特大型城市空氣污染指數(shù)的時(shí)空變化[J]. 任婉俠,薛冰,張琳,馬志孝,耿涌. 生態(tài)學(xué)雜志. 2013(10)
[5]基于β射線吸收法的PM2.5測(cè)量技術(shù)的研究[J]. 趙鑫,潘晉孝,劉賓,陳平. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2013(09)
[6]基于濾膜稱重法的大氣顆粒物自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀[J]. 馮健兒,韓鵬. 計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化. 2013(07)
[7]顆粒粒徑的光散射法測(cè)量研究[J]. 張振中,白宏剛. 山西科技. 2011(01)
[8]基于光電二極管檢測(cè)電路的噪聲分析與電路設(shè)計(jì)[J]. 王立剛,建天成,牟海維,劉強(qiáng),付天舒. 大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào). 2009(02)
[9]一種擴(kuò)大動(dòng)態(tài)光散射顆粒法可測(cè)溶液濃度的改進(jìn)方法[J]. 楊暉,鄭剛,李孟超,郁飛龍,邊岱泉. 光學(xué)與光電技術(shù). 2008(06)
[10]球形粒子Mie散射參量的Matlab改進(jìn)算法[J]. 張合勇,趙衛(wèi)疆,任德明,曲彥臣,宋寶安. 光散射學(xué)報(bào). 2008(02)
博士論文
[1]懸浮顆粒散射光脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)分布統(tǒng)計(jì)規(guī)律及分形特征[D]. 彭剛.南京理工大學(xué) 2010
[2]單粒子光散射法測(cè)量懸浮顆粒物質(zhì)量濃度的理論模型及應(yīng)用[D]. 顧芳.南京理工大學(xué) 2008
[3]光散射法測(cè)粒技術(shù)延伸測(cè)量下限的研究[D]. 沈建琪.上海理工大學(xué) 1999
碩士論文
[1]基于Mie散射的可吸入顆粒物濃度檢測(cè)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張棚.太原科技大學(xué) 2014
[2]粉塵微粒監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 劉小貝.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2014
[3]基于隨機(jī)信號(hào)脈沖模型的塵埃粒子計(jì)數(shù)器噪聲統(tǒng)計(jì)特性研究[D]. 林穎璐.南京理工大學(xué) 2013
[4]光散射法在顆粒測(cè)量技術(shù)中的應(yīng)用[D]. 陳庭將.西安電子科技大學(xué) 2011
[5]大氣顆粒物對(duì)人體慢性健康效應(yīng)的研究[D]. 徐媛婧.天津醫(yī)科大學(xué) 2010
[6]激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器光電傳感器信噪比特性的研究[D]. 季玲媛.南京理工大學(xué) 2009
[7]基于光度計(jì)法的粉塵質(zhì)量濃度測(cè)量系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D]. 許玉鳳.南京理工大學(xué) 2007
本文編號(hào):3620221
【文章來(lái)源】:東南大學(xué)江蘇省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
2018 年 3 月份中國(guó)空氣污染指數(shù)(AQI)的分布情況
量狀況和短期變化趨向,有細(xì)顆粒物、可吸入顆粒物、和臭氧等六項(xiàng)主要污染物參與空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)[11]。由圖 1污染指數(shù)均已超標(biāo)。例如江蘇南京實(shí)時(shí)的 AQI 高達(dá)專家指出,監(jiān)測(cè)體系有差別,應(yīng)理性對(duì)待,但也能看出
圖 1-3 β 射線吸收法測(cè)量裝置示意圖整理得到質(zhì)量濃度 C 的計(jì)算公式為:C = ln 在濾膜上的面積, 為采樣體積。測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍寬,能連續(xù)測(cè)量、系統(tǒng)工作
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]2種常用顆粒物粒徑表征方法的對(duì)比[J]. 江建平,駱仲泱,陳浩,周棟,沙東輝,方夢(mèng)祥,岑可法. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2015(12)
[2]非球形氣溶膠粒子散射特性及其等效Mie散射誤差分析[J]. 胡帥,高太長(zhǎng),劉磊. 氣象科學(xué). 2014(06)
[3]不擴(kuò)束激光粉塵粒度分布測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[J]. 王榮. 裝備制造技術(shù). 2014(05)
[4]中國(guó)特大型城市空氣污染指數(shù)的時(shí)空變化[J]. 任婉俠,薛冰,張琳,馬志孝,耿涌. 生態(tài)學(xué)雜志. 2013(10)
[5]基于β射線吸收法的PM2.5測(cè)量技術(shù)的研究[J]. 趙鑫,潘晉孝,劉賓,陳平. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2013(09)
[6]基于濾膜稱重法的大氣顆粒物自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀[J]. 馮健兒,韓鵬. 計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化. 2013(07)
[7]顆粒粒徑的光散射法測(cè)量研究[J]. 張振中,白宏剛. 山西科技. 2011(01)
[8]基于光電二極管檢測(cè)電路的噪聲分析與電路設(shè)計(jì)[J]. 王立剛,建天成,牟海維,劉強(qiáng),付天舒. 大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào). 2009(02)
[9]一種擴(kuò)大動(dòng)態(tài)光散射顆粒法可測(cè)溶液濃度的改進(jìn)方法[J]. 楊暉,鄭剛,李孟超,郁飛龍,邊岱泉. 光學(xué)與光電技術(shù). 2008(06)
[10]球形粒子Mie散射參量的Matlab改進(jìn)算法[J]. 張合勇,趙衛(wèi)疆,任德明,曲彥臣,宋寶安. 光散射學(xué)報(bào). 2008(02)
博士論文
[1]懸浮顆粒散射光脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)分布統(tǒng)計(jì)規(guī)律及分形特征[D]. 彭剛.南京理工大學(xué) 2010
[2]單粒子光散射法測(cè)量懸浮顆粒物質(zhì)量濃度的理論模型及應(yīng)用[D]. 顧芳.南京理工大學(xué) 2008
[3]光散射法測(cè)粒技術(shù)延伸測(cè)量下限的研究[D]. 沈建琪.上海理工大學(xué) 1999
碩士論文
[1]基于Mie散射的可吸入顆粒物濃度檢測(cè)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張棚.太原科技大學(xué) 2014
[2]粉塵微粒監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 劉小貝.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2014
[3]基于隨機(jī)信號(hào)脈沖模型的塵埃粒子計(jì)數(shù)器噪聲統(tǒng)計(jì)特性研究[D]. 林穎璐.南京理工大學(xué) 2013
[4]光散射法在顆粒測(cè)量技術(shù)中的應(yīng)用[D]. 陳庭將.西安電子科技大學(xué) 2011
[5]大氣顆粒物對(duì)人體慢性健康效應(yīng)的研究[D]. 徐媛婧.天津醫(yī)科大學(xué) 2010
[6]激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器光電傳感器信噪比特性的研究[D]. 季玲媛.南京理工大學(xué) 2009
[7]基于光度計(jì)法的粉塵質(zhì)量濃度測(cè)量系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D]. 許玉鳳.南京理工大學(xué) 2007
本文編號(hào):3620221
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