煤中氮元素测定系统的研制

摘要

随着工业发展和生活水平的提高，向大气中排放的有害气体及飘尘越来越多，远远超过大气自净能力，使大气的组成发生变化，有害气体危害了人类的生存和发展，就形成了大气污染。大气污染包括氮氧化物污染、硫氧化物污染、碳氧化物污染、飘尘污染。 煤的利用过程中会产生上述有害气体。因此，为了人类健康，净化我们身边的空气环境，洁净煤技术需要研究和开发，煤炭在加工、燃烧转化和煤烟通道中的烟道气都必须经过预处理脱除污染物或减少煤炭中所含的有害物质。煤中有害成分的测定尤其氮的测定更为迫切，一直受到人们的关注，研究煤中氮检测方法具有十分重要的意义。本文针对这一情况对检测煤中氮元素的方法进行了分析和研究，研制出一种基于虚拟仪器系统的煤中氮元素测定系统。 本文首先介绍煤中氮元素测定系统的研究背景与化学原理；接着阐述系统各个部件的工作方式：首先从硬件上给出系统的构建方式，接着对软件系统的设计进行了说明，特别针对软件部分中虚拟仪器系统的ActiveX技术以及数据处理中的小波技术和卡尔曼滤波技术进行了详尽的介绍。 本课题设计开发的煤中氮元素测定系统，应用范围广泛，用户界面友好。由于比原系统采用了新的数据分析算法提高了精度，对同类系统的开发有着参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题的研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3本课题的主要研究内容及工作

第二章煤中氮元素测定系统的工作原理

2.1氮化物化学发光法检测原理

2.2系统工作原理

2.3系统的总体设计

2.4本章小结

第三章煤中氮元素测定系统的硬件电路设计

3.1下位机模块设计

3.2信号调理电路设计

3.2.1氮信号调理电路

3.2.2高压信号调理电路

3.3通信模块设计

3.4本章小结

第四章煤中氮元素测定系统的软件设计

4.1下位机软件设计(C8051F040)

4.1.1 C8051F040软件总体设计

4.1.2 AD/DA模块设计

4.1.3串行通讯模块设计

4.2通讯协议

4.3上位机软件设计(CVI/Labwindows)

4.3.1虚拟仪器技术简介

4.3.2虚拟仪器软件架构

4.3.3界面设计

4.3.4多线程

4.3.5数据通信

4.3.6数据处理

4.4本章小结

第五章虚拟仪器中的组件交互技术

5.1 OLE、COM技术以及ActiveX简介

5.2 Labwindows下的ActiveX

5.2.1获得ActiveX控件

5.2.2使用ActiveX控件

5.3 Labwindows与Office交互实例

5.4 Labwindows中的Matlab调用

5.5本章小结

第六章煤中氮元素检测中的算法改进

6.1小波技术简介

6.2多分辨率分析

6.3小波降噪

6.4本课题中的小波应用

6.4.1小波解法的适用性

6.4.2应用小波分析处理后的系统改善

6.5卡尔曼滤波简介

6.6本课题中的卡尔曼滤波

6.7本章小结

第七章煤中氮元素检测系统的性能测试

7.1硬件调试平台

7.2仪器空白分析

7.3样品分析流程

7.4煤中氮样品测试

7.4.1煤中氮氮标样分析

7.4.2煤中氮氮样品测量

7.5结论

第八章总结与展望

8.1结论

8.2展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间发表的论文