基于散射光的悬浮颗粒测试技术研究

发布时间：2017-10-10 00:34

  本文关键词：基于散射光的悬浮颗粒测试技术研究

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【摘要】：在颗粒测试技术中基于散射光的测试方法以其测试速度快、测量范围广等优势而被广泛研究采用。以Mie散射作为理论依据的粒子计数器在颗粒测试领域中是广泛应用到的重要的仪器。本文在Mie散射理论的基础上,对粒子计数器的工作原理、结构进行了分析、总结,并从Mie理论的基本公式出发,从颗粒粒径、光源波长等因素对颗粒输出信号的影响,参阅相关文献分析了颗粒散射光收集的散射角范围对颗粒输出信号的影响。借助ZEMAX软件使用柱透镜实现激光光路的整形设计,完成光敏区的设计要求,同时对光陷阱、反射镜、收集镜进行了设计,保证了颗粒散射光信号的收集,搭建电路实现颗粒散射信号的调制解调及单端信号向差分信号的转换。利用Lab VIEW与数据采集卡结合设计悬浮颗粒检测系统,实现对颗粒信号的统计分析处理,并最终通过实验测试对粒子计数器性能进行分析,以及对可能存在的误差进行了分析描述。
【关键词】：颗粒测试 Mie散射 LabVIEW
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP274
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 颗粒测试背景及意义9-10
• 1.2 颗粒测试技术发展10-11
• 1.3 粒子计数器国内外发展状况和发展趋势11-14
• 1.3.1 粒子计数器国内外发展状况11-13
• 1.3.2 粒子计数器发展趋势13-14
• 1.4 本文内容安排14-15
• 2 尘埃粒子计数系统设计原理及结构组成15-34
• 2.1 尘埃粒子计数系统的工作原理15-17
• 2.1.1 尘埃粒子计数器结构组成15-16
• 2.1.2 激光照明系统16
• 2.1.3 采样气流装置16-17
• 2.1.4 散射光采集系统17
• 2.2 尘埃粒子计数器的性能参数17-18
• 2.3 散射理论分析18-33
• 2.3.1 光散射19
• 2.3.2 光散射的分类19-23
• 2.3.3 Mie散 射公式的具体计算23-24
• 2.3.4 Mie散 射光的规律24-33
• 2.4 本章小结33-34
• 3 粒子计数器的设计34-64
• 3.1 系统的总体设计34-39
• 3.1.1 粒子计数器系统结构的选择34-35
• 3.1.2 近前向散射光通量收集分析35-36
• 3.1.3 侧向散射光能量收集分析36-38
• 3.1.4 两种收集方式的比较38-39
• 3.2 照明光路的设计39-55
• 3.3 光电探测器选择55-56
• 3.3.1 光电倍增管55-56
• 3.3.2 PIN光 电二极管56
• 3.3.3 雪崩光电二极管56
• 3.4 系统其他组件的设计56-61
• 3.4.1 光陷阱56-58
• 3.4.2 反光镜58-60
• 3.4.3 收集镜60-61
• 3.5 电路设计61-63
• 3.6 本章小结63-64
• 4 系统软件设计64-75
• 4.1 测试系统软件的设计与实现64-74
• 4.1.1 系统总体结构设计64-66
• 4.1.2 数据采集卡通信66-68
• 4.1.3 数据采集68-70
• 4.1.4 数据预处理70-71
• 4.1.5 颗粒计数71-73
• 4.1.6 数据存储73
• 4.1.7 定时73-74
• 4.2 本章小结74-75
• 5 粒子计数系统实验检测75-83
• 5.1 性能检测75-79
• 5.1.1 信号调理性能分析75-76
• 5.1.2 颗粒脉冲76-77
• 5.1.3 单分散粒子离散度测量77-79
• 5.2 与LightHouse3100的性能对比79-81
• 5.3 实验结果误差分析81-83
• 5.3.1 重叠误差81-82
• 5.3.2 光敏区光强分布不均匀引起的误差82
• 5.3.3 其他类型误差82-83
• 总结与展望83-85
• 1 论文主要工作总结83-84
• 2 课题展望84-85
• 致谢85-86
• 参考文献86-90
• 攻读硕士期间发表的学术论文及研究成果90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1003361