發(fā)布時間：2017-04-10 18:02

  本文關(guān)鍵詞：基于超聲衰減的污水懸濁液濃度檢測裝置研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：污水處理是水污染防控的主要方法之一。很大一部分污水屬于固液混合的懸濁液范疇,濃度是能直觀體現(xiàn)其性質(zhì)的指標(biāo)參量,在污水處理的過程中準確檢測其濃度變化情況是評定水質(zhì)情況和處理結(jié)果的重要手段。目前的多種懸濁液濃度檢測方法各有特點,但受到使用條件限制都不適合用來檢測污水的濃度。近年來崛起的超聲波濃度檢測法與其它方法相比,因為其檢測結(jié)果準確、應(yīng)用方便、對人無害等特點,是最適用于污水的一種濃度檢測方法。本文的主要目的就是研究一種基于超聲波衰減的污水懸濁液濃度檢測裝置。本文在綜述國內(nèi)外對超聲濃度檢測研究的基礎(chǔ)上,重點圍繞基于超聲波衰減的濃度檢測方法進行展開討論。探討超聲波在污水懸濁液體系中傳播時衰減特性,對經(jīng)典的超聲波濃度衰減模型進行簡化分析,設(shè)計實驗裝置并進行濃度檢測實驗,同時從理論和試驗兩個方面同時驗證了這種濃度檢測方法的可行性。第一章作為緒論部分首先說明超聲波檢測濃度的意義所在,對比幾種濃度檢測的方法指出超聲波檢測法的優(yōu)勢。簡要概括了超聲檢測的原理,介紹了國內(nèi)外在超聲波檢測領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和成果。第二章內(nèi)容是超聲波濃度檢測的理論基礎(chǔ),分別分析了污水懸濁液的成分特性、超聲波的傳播特性以及在懸濁液中超聲波的衰減特性。第三章在第二章的理論基礎(chǔ)上,進一步探討了幾種經(jīng)典的超聲波濃度衰減模型,在對Lamb-Urick衰減模型,Epstein衰減模型和唐應(yīng)吾衰減模型的研究基礎(chǔ)上對超聲模型進行簡化分析。第四章建立起了超聲濃度檢測實驗的硬件設(shè)施,選用合適的超聲波換能器并對裝置各個功能模塊分別進行設(shè)計和調(diào)試。第五章是利用超聲波方法檢測懸濁液濃度的實驗,根據(jù)前面章節(jié)的理論基礎(chǔ),利用第四章建立起的實驗裝置對不同質(zhì)量濃度的懸濁液進行檢測,記錄實驗數(shù)據(jù)并進行處理分析。第六章是全文總結(jié)和展望,對整個論文的研究內(nèi)容和工作加以總結(jié),分析優(yōu)缺點并對未來工作加以展望。
【關(guān)鍵詞】：超聲波 衰減 懸濁液 質(zhì)量濃度
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X832;TB559
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-25
• 1.1 研究背景及意義11-15
• 1.1.1 我國水體污染和污水處理現(xiàn)狀11-12
• 1.1.2 懸濁液濃度測量的方法12-15
• 1.2 超聲波應(yīng)用現(xiàn)狀簡介15-17
• 1.2.1 超聲波的概念與主要特點15-16
• 1.2.2 超聲波的應(yīng)用方式和領(lǐng)域16-17
• 1.3 超聲波檢測的原理17-19
• 1.3.1 超聲波的特性參數(shù)17-18
• 1.3.2 超聲波特性參數(shù)的測量18-19
• 1.4 超聲波在濃度檢測領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀19-21
• 1.4.1 國外的研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀20-21
• 1.4.3 本文研究內(nèi)容21
• 1.5 論文組織架構(gòu)21-22
• 1.6 本章小結(jié)22-25
• 2. 超聲波檢測懸濁液濃度的理論基礎(chǔ)25-39
• 2.1 污水懸濁液的特性25-27
• 2.1.1 污水懸濁液的成分25-26
• 2.1.2 固體顆粒物的粒度26-27
• 2.2 超聲波的特性27-31
• 2.2.1 超聲波的分類27-28
• 2.2.2 超聲波的物理參量28-31
• 2.3 超聲波在懸濁液中的傳播與衰減特性31-35
• 2.3.1 超聲波的散射衰減31-34
• 2.3.2 超聲波的吸收衰減34-35
• 2.4 污水濃度的超聲檢測原理35-37
• 2.5 本章小結(jié)37-39
• 3 超聲濃度檢測衰減模型研究39-53
• 3.1 幾種經(jīng)典的懸濁液中超聲衰減模型39
• 3.2 Lamb-Urick聲衰減模型39-42
• 3.3 Epstein懸濁液超聲衰減模型42-46
• 3.3.1 非“長波長”條件下的衰減模型42-45
• 3.3.2 “長波長”條件下的衰減模型45-46
• 3.4 唐應(yīng)吾超聲衰減模型46-49
• 3.4.1 固體顆粒的排列模型46-47
• 3.4.2 懸濁液超聲衰減模型47-49
• 3.5 超聲波衰減模型的簡化49-51
• 3.5.1 超聲散射衰減的經(jīng)驗公式49-50
• 3.5.2 理論模型的簡化分析50-51
• 3.6 本章小結(jié)51-53
• 4 超聲衰減濃度檢測試驗平臺的建立53-77
• 4.1 試驗平臺總體設(shè)計53-56
• 4.1.1 設(shè)計目標(biāo)與要求53
• 4.1.2 檢測方案的選擇與確定53-55
• 4.1.3 平臺的總體架構(gòu)與工作流程55-56
• 4.2 超聲換能器56-61
• 4.2.1 超聲換能器的分類56-57
• 4.2.2 超聲換能器的選擇57-59
• 4.2.3 換能器的特性分析59-61
• 4.3 超聲波發(fā)射電路的設(shè)計61-67
• 4.3.1 探頭激勵方式的選擇61-63
• 4.3.2 脈沖信號發(fā)生電路63-65
• 4.3.3 觸發(fā)脈沖產(chǎn)生電路65-67
• 4.4 接收電路的阻抗匹配67-70
• 4.4.1 壓電換能器的阻抗特性67-68
• 4.4.2 壓電換能器諧振阻抗的測試68-69
• 4.4.3 阻抗匹配電路設(shè)計69-70
• 4.5 信號采樣電路設(shè)計70-74
• 4.5.1 FPGA控制芯片的選擇70-72
• 4.5.2 A/D采樣芯片的選擇72-73
• 4.5.3 FIR數(shù)字濾波器設(shè)計73-74
• 4.6 USB微控制器的選擇74-75
• 4.7 本章小結(jié)75-77
• 5 濃度檢測實驗與數(shù)據(jù)處理77-85
• 5.1 實驗器材準備77-79
• 5.2 試驗平臺的初步設(shè)置79-80
• 5.2.1 收發(fā)換能器中心距的確定79
• 5.2.2 激勵脈沖電源電壓的確定79-80
• 5.3 實驗與數(shù)據(jù)采集處理80-83
• 5.3.1 濃度檢測實驗80-81
• 5.3.2 數(shù)據(jù)采集與處理81-83
• 5.4 本章小結(jié)83-85
• 6 總結(jié)與展望85-89
• 6.1 全文總結(jié)85-86
• 6.2 工作展望86-89
• 參考文獻89-92

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