大气颗粒物单颗粒水平电流脉冲检测技术研究

发布时间：2017-05-05 15:12

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【摘要】：发展能从单颗粒水平测定大气颗粒物的大小及粒径分布谱,对于监测大气环境变化和空气质量具有重要意义。本论文在综述现有大气颗粒物检测技术的基础上,研究了两种基于电流脉冲单颗粒水平上大气颗粒物检测技术。一种是结合电晕放电技术,利用Coulter原理,搭建了用于检测大气颗粒物的检测系统。采用精密静电计,实现了对最小10μm SiC颗粒物的电流检测,信噪比为4—20。其中,电流脉冲信号的个数即为流经检测区颗粒的个数,而脉冲信号的幅值大小则表征了颗粒的尺寸。此外,本论文还发明了基于静电荷传递原理新型快速检测大气样品中颗粒物的检测方法,并实现了不同尺寸SiC颗粒物以及相近尺寸的颗粒物(聚苯乙烯颗粒物)的连续检测,获得了待测颗粒物粒径与电流脉冲信号幅值的线性关系(线性相关系数大于0.9,利用该线性关系曲线,可在短时间内完成待检样中的大气颗粒物粒径分布的预测)。该方法检测原理可靠,检测方法创新,设备整体结构简单,易于非专业人员使用等特点。本文提出的颗粒检测技术,可实现单颗粒水平上大气中微颗粒物的连续电流脉冲检测,不但丰富了传统的大气颗粒检测技术,并且对于发展应用于大气颗粒物快速检测和分析便携式仪器具有一定的参考价值。
【关键词】：大气颗粒物 电流脉冲 颗粒检测
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X831
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 课题研究背景和意义9-13
• 1.1.1 船舶造成大气污染9-10
• 1.1.2 大气颗粒物的性质及危害10-13
• 1.2 大气颗粒物检测技术研究现状13-18
• 1.2.1 质量浓度测定法13-16
• 1.2.2 个数浓度测定法16-18
• 1.3 单颗粒检测技术发展意义18-20
• 1.4 论文研究目的及内容20-21
• 第2章 基于电晕放电大气颗粒物检测实验研究21-39
• 2.1 检测原理21-28
• 2.1.1 颗粒电子检测21-24
• 2.1.2 电晕放电24-27
• 2.1.3 基于电晕放电大气颗粒物检测原理27-28
• 2.2 检测系统28-31
• 2.2.1 系统组成28-29
• 2.2.2 检测芯片设计29-30
• 2.2.3 阈值电压30-31
• 2.3 实验方法和内容31-34
• 2.3.1 检测芯片的制作31-33
• 2.3.2 实验步骤33-34
• 2.3.3 实验内容34
• 2.4 实验结果与讨论34-38
• 2.4.1 电晕电流的稳定性34-35
• 2.4.2 不同粒径SiC颗粒的检测35-38
• 2.5 本章小结38-39
• 第3章 基于电荷传递大气颗粒物检测实验研究39-53
• 3.1 检测原理39-41
• 3.1.1 静电荷传递39-40
• 3.1.2 基于电荷传递大气颗粒物检测原理40-41
• 3.2 检测系统41-43
• 3.2.1 检测系统电路41
• 3.2.2 系统组成41-43
• 3.2.3 检测电极设计43
• 3.3 实验方法和内容43-45
• 3.3.1 实验样品制备43-44
• 3.3.2 实验步骤44-45
• 3.3.3 实验内容45
• 3.4 实验结果与讨论45-51
• 3.4.1 检测环境噪音带宽45-46
• 3.4.2 颗粒粒径-电流幅值关系实验46-50
• 3.4.3 颗粒物粒径分布测定实验50-51
• 3.5 本章小结51-53
• 第4章 结论与展望53-55
• 参考文献55-62
• 攻读学位期间公开发表论文62-63
• 致谢63-64
• 作者简介64

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