基于光散射法的颗粒浓度检测系统研制
发布时间：2022-02-11 11:47
随着生产生活环境中雾霾增多,粉尘污染日益受到人们的关注。目前颗粒物浓度是大气环境监测中的一项重要指标。因此,研究高效可靠的粉尘浓度监测方法、掌握大气粉尘的分布及变化规律,对于保护环境,预防疾病的发生等具有重要的意义。光散射法能够远距离的进行实时在线测量,因其具有适用性广、测量速度快、精度高、重复性好等优点而在颗粒测量领域得到了广泛应用。本文设计了一款基于光散射法颗粒浓度检测系统,结合Mie散射理论分析和实验研究,分别从光敏区、背景噪声和探测系统等方面对颗粒浓度检测系统进行了优化设计。针对光学系统,本文利用光调制模板,优化了光敏区结构;通过锥形结构优化了光陷阱;通过收集透镜和光阑组合优化了散射光收集系统。采用上述优化结构后,提高了低浓度测量时系统的信噪比,降低了系统背景噪声。信号采集系统选择S2386光电二极管和LF353、OPA277运算放大器,设计了三级放大信号处理系统,增加了偏置调节和增益调节功能。偏置调节抵消了环境光和光电二极管的暗电流信号干扰;增益调节提高了低浓度测量时系统的信噪比,实现了高（H）、低（L）两档检测,实现了颗粒浓度检测系统的高精度和高可靠性。在信号处理方面,本文...
【文章来源】：东南大学江苏省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
2018 年 3 月份中国空气污染指数（AQI）的分布情况
量状况和短期变化趋向，有细颗粒物、可吸入颗粒物、和臭氧等六项主要污染物参与空气质量评价[11]。由图 1污染指数均已超标。例如江苏南京实时的 AQI 高达专家指出，监测体系有差别，应理性对待，但也能看出
图 1-3 β 射线吸收法测量装置示意图整理得到质量浓度 C 的计算公式为：C = ln 在滤膜上的面积， 为采样体积。测量动态范围宽，能连续测量、系统工作
【参考文献】：
期刊论文
[1]2种常用颗粒物粒径表征方法的对比[J]. 江建平,骆仲泱,陈浩,周栋,沙东辉,方梦祥,岑可法. 浙江大学学报(工学版). 2015(12)
[2]非球形气溶胶粒子散射特性及其等效Mie散射误差分析[J]. 胡帅,高太长,刘磊. 气象科学. 2014(06)
[3]不扩束激光粉尘粒度分布测试系统的设计与研究[J]. 王荣. 装备制造技术. 2014(05)
[4]中国特大型城市空气污染指数的时空变化[J]. 任婉侠,薛冰,张琳,马志孝,耿涌. 生态学杂志. 2013(10)
[5]基于β射线吸收法的PM2.5测量技术的研究[J]. 赵鑫,潘晋孝,刘宾,陈平. 电子技术应用. 2013(09)
[6]基于滤膜称重法的大气颗粒物自动监测仪[J]. 冯健儿,韩鹏. 计算机与现代化. 2013(07)
[7]颗粒粒径的光散射法测量研究[J]. 张振中,白宏刚. 山西科技. 2011(01)
[8]基于光电二极管检测电路的噪声分析与电路设计[J]. 王立刚,建天成,牟海维,刘强,付天舒. 大庆石油学院学报. 2009(02)
[9]一种扩大动态光散射颗粒法可测溶液浓度的改进方法[J]. 杨晖,郑刚,李孟超,郁飞龙,边岱泉. 光学与光电技术. 2008(06)
[10]球形粒子Mie散射参量的Matlab改进算法[J]. 张合勇,赵卫疆,任德明,曲彦臣,宋宝安. 光散射学报. 2008(02)
博士论文
[1]悬浮颗粒散射光脉冲信号计数分布统计规律及分形特征[D]. 彭刚.南京理工大学 2010
[2]单粒子光散射法测量悬浮颗粒物质量浓度的理论模型及应用[D]. 顾芳.南京理工大学 2008
[3]光散射法测粒技术延伸测量下限的研究[D]. 沈建琪.上海理工大学 1999
硕士论文
[1]基于Mie散射的可吸入颗粒物浓度检测系统中的关键技术研究[D]. 张棚.太原科技大学 2014
[2]粉尘微粒监测系统的研究与设计[D]. 刘小贝.长春工业大学 2014
[3]基于随机信号脉冲模型的尘埃粒子计数器噪声统计特性研究[D]. 林颖璐.南京理工大学 2013
[4]光散射法在颗粒测量技术中的应用[D]. 陈庭将.西安电子科技大学 2011
[5]大气颗粒物对人体慢性健康效应的研究[D]. 徐媛婧.天津医科大学 2010
[6]激光尘埃粒子计数器光电传感器信噪比特性的研究[D]. 季玲媛.南京理工大学 2009
[7]基于光度计法的粉尘质量浓度测量系统的研究与开发[D]. 许玉凤.南京理工大学 2007
本文编号：3620221
【文章来源】：东南大学江苏省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
2018 年 3 月份中国空气污染指数（AQI）的分布情况
量状况和短期变化趋向，有细颗粒物、可吸入颗粒物、和臭氧等六项主要污染物参与空气质量评价[11]。由图 1污染指数均已超标。例如江苏南京实时的 AQI 高达专家指出，监测体系有差别，应理性对待，但也能看出
图 1-3 β 射线吸收法测量装置示意图整理得到质量浓度 C 的计算公式为：C = ln 在滤膜上的面积， 为采样体积。测量动态范围宽，能连续测量、系统工作
【参考文献】：
期刊论文
[1]2种常用颗粒物粒径表征方法的对比[J]. 江建平,骆仲泱,陈浩,周栋,沙东辉,方梦祥,岑可法. 浙江大学学报(工学版). 2015(12)
[2]非球形气溶胶粒子散射特性及其等效Mie散射误差分析[J]. 胡帅,高太长,刘磊. 气象科学. 2014(06)
[3]不扩束激光粉尘粒度分布测试系统的设计与研究[J]. 王荣. 装备制造技术. 2014(05)
[4]中国特大型城市空气污染指数的时空变化[J]. 任婉侠,薛冰,张琳,马志孝,耿涌. 生态学杂志. 2013(10)
[5]基于β射线吸收法的PM2.5测量技术的研究[J]. 赵鑫,潘晋孝,刘宾,陈平. 电子技术应用. 2013(09)
[6]基于滤膜称重法的大气颗粒物自动监测仪[J]. 冯健儿,韩鹏. 计算机与现代化. 2013(07)
[7]颗粒粒径的光散射法测量研究[J]. 张振中,白宏刚. 山西科技. 2011(01)
[8]基于光电二极管检测电路的噪声分析与电路设计[J]. 王立刚,建天成,牟海维,刘强,付天舒. 大庆石油学院学报. 2009(02)
[9]一种扩大动态光散射颗粒法可测溶液浓度的改进方法[J]. 杨晖,郑刚,李孟超,郁飞龙,边岱泉. 光学与光电技术. 2008(06)
[10]球形粒子Mie散射参量的Matlab改进算法[J]. 张合勇,赵卫疆,任德明,曲彦臣,宋宝安. 光散射学报. 2008(02)
博士论文
[1]悬浮颗粒散射光脉冲信号计数分布统计规律及分形特征[D]. 彭刚.南京理工大学 2010
[2]单粒子光散射法测量悬浮颗粒物质量浓度的理论模型及应用[D]. 顾芳.南京理工大学 2008
[3]光散射法测粒技术延伸测量下限的研究[D]. 沈建琪.上海理工大学 1999
硕士论文
[1]基于Mie散射的可吸入颗粒物浓度检测系统中的关键技术研究[D]. 张棚.太原科技大学 2014
[2]粉尘微粒监测系统的研究与设计[D]. 刘小贝.长春工业大学 2014
[3]基于随机信号脉冲模型的尘埃粒子计数器噪声统计特性研究[D]. 林颖璐.南京理工大学 2013
[4]光散射法在颗粒测量技术中的应用[D]. 陈庭将.西安电子科技大学 2011
[5]大气颗粒物对人体慢性健康效应的研究[D]. 徐媛婧.天津医科大学 2010
[6]激光尘埃粒子计数器光电传感器信噪比特性的研究[D]. 季玲媛.南京理工大学 2009
[7]基于光度计法的粉尘质量浓度测量系统的研究与开发[D]. 许玉凤.南京理工大学 2007
本文编号：3620221
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