近幾年來,臭氧已經(jīng)成為空氣中六大污染氣體之一。近地面臭氧濃度的日漸增長,對人類以及其他生物物有極大的傷害,因此對大氣環(huán)境的臭氧濃度檢測是非常有意義的。針對目前國內(nèi)臭氧濃度檢測精度低、誤差大、實時性差等缺點,設計了一款基于紫外光譜分析的具有檢測誤差小、實時顯示功能的臭氧濃度檢測儀。通過分析臭氧的紫外吸收截面,基于Lambert-Beer定律搭建臭氧濃度檢測模型,提出了紫外吸收法的臭氧濃度檢測方法。針對光電微弱信號的檢測研究了基于LMS、RLS準則和雙自適應噪聲抵消算法。經(jīng)對比,雙自適應噪聲抵消算法的降噪效果最佳并有效地提高了信號的信噪比。本課題從光路、硬件和軟件三部分對臭氧濃度檢測儀進行設計。光路設計采用雙光路測量系統(tǒng),此系統(tǒng)有效地提高了臭氧濃度的檢測精度;硬件設計選用STM32F103RC為主控芯片,結合雙光路系統(tǒng)實現(xiàn)臭氧濃度的檢測,通過集成信號處理模塊、存儲模塊及4G網(wǎng)絡傳輸模塊等核心模塊,實現(xiàn)對檢測數(shù)據(jù)的處理、存儲及傳輸?shù)裙δ?軟件設計作為硬件設計的支撐,采用keilμVision5完成主程序初始狀態(tài)的設置,并編寫數(shù)據(jù)處理、傳輸及顯示的程序。采用XHCAL2000B型動態(tài)氣體校準儀...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 臭氧檢測方法
        1.3.1 碘量法
        1.3.2 比色法
        1.3.3 電化學法
        1.3.4 差分吸收光譜法
        1.3.5 紫外線吸收法
    1.4 本論文研究主要內(nèi)容
    1.5 論文的章節(jié)安排
第2章 紫外吸收法的臭氧濃度檢測儀原理
    2.1 Lambert-Beer定律
    2.2 臭氧紫外吸收截面的光譜分析以及截取
    2.3 紫外吸收法臭氧濃度檢測搭建平臺
        2.3.1 臭氧濃度檢測理論模型
        2.3.2 光源
        2.3.3 吸收池
        2.3.4 基于GaN紫外探測器的數(shù)據(jù)采集
    2.4 臭氧濃度計算
    2.5 本章小結
第3章 微弱信號處理研究
    3.1 微弱信號檢測原理
    3.2 微弱信號的檢測方法
        3.2.1 窄帶濾波法
        3.2.2 自適應濾波法
        3.2.3 維納濾波法
    3.3 微弱信號提取
        3.3.1 微弱信號自適應處理
        3.3.2 自適應噪聲抵消算法
        3.3.3 三種自適應噪聲抵消算法仿真分析
    3.4 本章小結
第4章 臭氧濃度檢測儀系統(tǒng)的設計
    4.1 臭氧濃度檢測儀光路系統(tǒng)結構設計
        4.1.1 單光路系統(tǒng)
        4.1.2 雙光路系統(tǒng)設計
        4.1.3 流速控制
    4.2 硬件系統(tǒng)設計
        4.2.1 主控芯片
        4.2.2 4G網(wǎng)絡傳輸
        4.2.3 顯示屏
        4.2.4 電源設計
        4.2.5 RS232設計
        4.2.6 光源的調(diào)制
        4.2.7 信號放大電路設計
        4.2.8 報警系統(tǒng)設計
    4.3 軟件系統(tǒng)設計
        4.3.1 采集數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
        4.3.2 實時數(shù)據(jù)顯示及傳輸
    4.4 本章小結
第5章 臭氧濃度檢測儀的校準
    5.1 示值誤差校準
    5.2 重復性測試
    5.3 響應時間測試
    5.4 漂移校準
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間所發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3739039