本文關(guān)鍵詞：空氣負(fù)氧離子濃度檢測(cè)方法及其系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 負(fù)氧離子 CFD技術(shù) 收集器 微弱電流檢測(cè)

【摘要】：空氣負(fù)氧離子在前沿的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中得到了較高的關(guān)注,隨著研究的不斷深入,空氣負(fù)氧離子濃度的測(cè)定是亟待解決的問(wèn)題,空氣負(fù)離子濃度檢測(cè)儀最主要的應(yīng)用仍在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。本文研究了空氣負(fù)離子的組成、特性及空氣負(fù)離子濃度檢測(cè)原理,對(duì)空氣負(fù)氧離子濃度檢測(cè)進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì),該系統(tǒng)由負(fù)氧離子收集器和測(cè)量系統(tǒng)兩大部分組成。首先,以雙重圓筒軸式作為負(fù)氧離子收集器的設(shè)計(jì)原型,推導(dǎo)了雙重離子收集器主要參數(shù)間的關(guān)系。研究了計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD),并將其應(yīng)用于離子收集器的設(shè)計(jì),根據(jù)水下流體理論提出了在雙重圓筒軸式離子收集器的內(nèi)電極兩端添加絕緣半橢球的方法,改進(jìn)了內(nèi)電極輪廓線,得到了改進(jìn)后的雙重離子收集器的尺寸。其次,分析了影響空氣負(fù)氧離子濃度準(zhǔn)確度的因素,提出了增大入口端半橢球短軸長(zhǎng)度的方法過(guò)濾其它空氣離子,設(shè)計(jì)了該收集器。對(duì)空氣負(fù)氧離子收集器內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性。并通過(guò)ANSYS經(jīng)典界面對(duì)其內(nèi)部電場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,提取多個(gè)路徑的電場(chǎng)強(qiáng)度值進(jìn)行分析,與理論值相近,滿足收集器設(shè)計(jì)需要,得到了空氣負(fù)氧離子收集器的設(shè)計(jì)參數(shù)。最后,根據(jù)空氣負(fù)氧離子濃度與輸出電流的關(guān)系,得到測(cè)量電路的設(shè)計(jì)目標(biāo)為：10fA-10nA。根據(jù)微弱電流檢測(cè)的基本原理給出了測(cè)量電路的設(shè)計(jì)框圖,主要包括I-V轉(zhuǎn)換、放大和控制系統(tǒng)等模塊。將I-V模塊和量程切換模塊相結(jié)合設(shè)計(jì)了多量程I-V轉(zhuǎn)換模塊,再由放大電路將I-V轉(zhuǎn)換模塊的輸出電壓放大至適合AD轉(zhuǎn)換的值。設(shè)計(jì)了各模塊的電路,并進(jìn)行了理論誤差分析。
【關(guān)鍵詞】：負(fù)氧離子 CFD技術(shù) 收集器 微弱電流檢測(cè)
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH83
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 研究目的及意義8-9
• 1.2 空氣負(fù)氧離子濃度檢測(cè)的研究背景9-10
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容10-12
• 第二章 空氣負(fù)離子濃度檢測(cè)相關(guān)理論的研究與分析12-21
• 2.1 空氣負(fù)離子的特性12-15
• 2.2 空氣負(fù)離子濃度檢測(cè)基本原理15-17
• 2.3 離子收集器的分類及性能對(duì)比17-18
• 2.4 雙重圓筒軸式離子收集器主要參數(shù)的推導(dǎo)18-20
• 2.5 本章小結(jié)20-21
• 第三章 雙重圓筒軸式離子收集器的改進(jìn)21-35
• 3.1 ANSYS流體分析的相關(guān)理論21-24
• 3.2 雙重圓筒軸式離子收集器的分析與改進(jìn)24-28
• 3.3 改進(jìn)后的雙重圓筒軸式離子收集器的模擬與分析28-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 第四章 空氣負(fù)氧離子收集器的設(shè)計(jì)與分析35-49
• 4.1 空氣負(fù)氧離子收集器的設(shè)計(jì)35-38
• 4.2 負(fù)氧離子收集器內(nèi)部流場(chǎng)的分析38-41
• 4.3 負(fù)氧離子收集器內(nèi)部電場(chǎng)的分析41-47
• 4.3.1 ANSYS經(jīng)典界面電場(chǎng)分析的相關(guān)理論41-43
• 4.3.2 負(fù)氧離子收集器內(nèi)部電場(chǎng)的數(shù)值模擬和分析43-47
• 4.4 本章小結(jié)47-49
• 第五章 測(cè)量電路的設(shè)計(jì)49-62
• 5.1 微弱電流檢測(cè)的基本原理49-50
• 5.2 測(cè)量電路的總體方案設(shè)計(jì)50-52
• 5.3 整體電路設(shè)計(jì)52-58
• 5.3.1 Ⅰ-Ⅴ模塊的電路設(shè)計(jì)52-53
• 5.3.2 放大和濾波模塊的電路設(shè)計(jì)53-54
• 5.3.3 ADC模塊的電路設(shè)計(jì)54-56
• 5.3.4 MCU和通信電路56-57
• 5.3.5 電源轉(zhuǎn)換電路57-58
• 5.4 可靠性分析58-61
• 5.4.1 屏蔽和抗干擾58
• 5.4.2 環(huán)境穩(wěn)定性58-59
• 5.4.3 理論誤差分析59-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 工作總結(jié)62-63
• 6.2 工作展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 致謝68-69
• 作者簡(jiǎn)介69
• 攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果69
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與項(xiàng)目情況69

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本文編號(hào)：895846