颗粒物浓度测量方法研究及测量装置研制
发布时间：2023-02-22 17:26
燃烧过程中会产生大量的颗粒物,是导致大气环境污染的主要原因,实现颗粒物排放浓度的准确监测对环境保护具有重要意义。为推进化石能源清洁利用、改善大气环境质量,我国要求全面实施燃煤机组超低排放与节能改造,严格执行能效环保标准,强化燃煤电厂污染物排放监测,这对颗粒物浓度测量方法及装置提出了更高的要求。在燃煤电厂中,颗粒物浓度排放值作为烟气在线连续监测系统(Continuous Emission Monitoring System,CEMS)的重要监测参数,对污染物排放总量的统计和设备运行状态的监测具有重要的意义。目前,对于颗粒物浓度的测量,过滤称重法、β射线吸收法、振荡天平法虽然具有较高的测量精度,但其需要对烟气进行抽取,离线测量颗粒物浓度,过程较为繁琐,无法实现颗粒物浓度的实时监测。光透射法作为在线测量手段,常被用于高浓度颗粒物的测量,对于低浓度颗粒物,光透射法的光强衰减较小,测量信噪比较低。光散射法作为一种高精度、非侵入式的实时在线测量方法,目前已经被广泛应用于颗粒物测量领域。但对低浓度颗粒物进行浓度测量时,由于散射光强较弱,该方法容易受到外部噪声的干扰。本文基于Mie散射理论的光散射技术...
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 颗粒物测量技术的研究现状
1.2.1 取样法颗粒物测量技术
1.2.2 非取样法颗粒物测量技术
1.3 光散射测量技术发展与研究现状
1.3.1 国外光散射颗粒物测量技术研究现状
1.3.2 国内光散射颗粒物测量技术研究现状
1.4 本文主要研究内容
第二章 光散射理论基础及数值仿真
2.1 光散射基本概念
2.1.1 光散射现象
2.1.2 不相关散射与相关散射
2.1.3 单散射与复散射
2.2 光散射的基本参数
2.2.1 折射率
2.2.2 无因次粒径参数
2.2.3 散射系数、吸收系数及消光系数
2.2.4 散射振幅函数及强度函数
2.3 Mie散射理论
2.4 Mie散射理论的数值仿真
2.4.1 光散射相关物理量的数值计算
2.4.2 颗粒粒径对散射光强分布的影响
2.4.3 折射率对散射光强分布的影响
2.4.4 入射光波长对散射光强分布的影响
2.5 本章小结
第三章 基于光强调制技术的颗粒物浓度测量装置研制
3.1 光强调制技术验证
3.1.1 光强调制技术基本原理
3.1.2 光强调制技术的实验验证
3.2 颗粒物浓度测量装置结构设计
3.2.1 光路结构设计
3.2.2 机械结构设计及仿真验证
3.2.3 激光器及探测器设计
3.3 基于Labview的颗粒物浓度在线测量系统
3.3.1 软件平台介绍
3.3.2 信号发生采集模块
3.3.3 信号处理模块
3.3.4 原始光强标定模块
3.4 实验室颗粒物浓度测量验证
3.4.1 噪声分析及调制频率选择
3.4.2 保护气对测量信号结果实验验证
3.5 现场颗粒物浓度测量实验
3.5.1 现场干粉尘颗粒物浓度测量
3.5.2 现场湿烟气颗粒物浓度测量
3.6 本章小结
第四章 颗粒物与气体浓度同步测量方法研究
4.1 测量原理
4.2 数值仿真
4.3 实验与结果分析
4.3.1 实验方案
4.3.2 实验结果与分析
4.4 总结
第五章 基于光学相干层析成像技术的颗粒物粒径测量方法研究
5.1 粒径分布对颗粒物浓度测量的影响实验验证
5.2 光学相干层析成像基本原理
5.2.1 测量原理
5.2.2 测量系统分辨率
5.3 光学相干层析成像系统设计
5.3.1 系统光路结构设计
5.3.2 激光光源
5.3.3 干涉仪主体
5.3.4 数据采集模块
5.4 实验与结果处理
5.4.1 实验装置
5.4.2 实验结果及对比
5.5 总结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的主要学术成果
本文编号：3747983
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 颗粒物测量技术的研究现状
1.2.1 取样法颗粒物测量技术
1.2.2 非取样法颗粒物测量技术
1.3 光散射测量技术发展与研究现状
1.3.1 国外光散射颗粒物测量技术研究现状
1.3.2 国内光散射颗粒物测量技术研究现状
1.4 本文主要研究内容
第二章 光散射理论基础及数值仿真
2.1 光散射基本概念
2.1.1 光散射现象
2.1.2 不相关散射与相关散射
2.1.3 单散射与复散射
2.2 光散射的基本参数
2.2.1 折射率
2.2.2 无因次粒径参数
2.2.3 散射系数、吸收系数及消光系数
2.2.4 散射振幅函数及强度函数
2.3 Mie散射理论
2.4 Mie散射理论的数值仿真
2.4.1 光散射相关物理量的数值计算
2.4.2 颗粒粒径对散射光强分布的影响
2.4.3 折射率对散射光强分布的影响
2.4.4 入射光波长对散射光强分布的影响
2.5 本章小结
第三章 基于光强调制技术的颗粒物浓度测量装置研制
3.1 光强调制技术验证
3.1.1 光强调制技术基本原理
3.1.2 光强调制技术的实验验证
3.2 颗粒物浓度测量装置结构设计
3.2.1 光路结构设计
3.2.2 机械结构设计及仿真验证
3.2.3 激光器及探测器设计
3.3 基于Labview的颗粒物浓度在线测量系统
3.3.1 软件平台介绍
3.3.2 信号发生采集模块
3.3.3 信号处理模块
3.3.4 原始光强标定模块
3.4 实验室颗粒物浓度测量验证
3.4.1 噪声分析及调制频率选择
3.4.2 保护气对测量信号结果实验验证
3.5 现场颗粒物浓度测量实验
3.5.1 现场干粉尘颗粒物浓度测量
3.5.2 现场湿烟气颗粒物浓度测量
3.6 本章小结
第四章 颗粒物与气体浓度同步测量方法研究
4.1 测量原理
4.2 数值仿真
4.3 实验与结果分析
4.3.1 实验方案
4.3.2 实验结果与分析
4.4 总结
第五章 基于光学相干层析成像技术的颗粒物粒径测量方法研究
5.1 粒径分布对颗粒物浓度测量的影响实验验证
5.2 光学相干层析成像基本原理
5.2.1 测量原理
5.2.2 测量系统分辨率
5.3 光学相干层析成像系统设计
5.3.1 系统光路结构设计
5.3.2 激光光源
5.3.3 干涉仪主体
5.3.4 数据采集模块
5.4 实验与结果处理
5.4.1 实验装置
5.4.2 实验结果及对比
5.5 总结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的主要学术成果
本文编号：3747983
本文链接：https://www.wllwen.com/wenshubaike/qiuzhijiqiao/3747983.html
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