基于尘埃粒子计数器信号幅度分布函数的叠加及应用

摘要

研究发现，悬浮颗粒对大气气候、工业生产特别是人体健康会造成很大影响，所以对空气中悬浮颗粒的监测很重要。基于光散射法的尘埃粒子计数器由于测量精度高、重复性好以及可以在线测量等优点在空气洁净技术上得到了广泛应用，进一步提高测量的精确度以及深入研究颗粒信号和电脉冲信号的分布特征越来越必要。
　　 本文继发现颗粒电脉冲信号随宽度、幅度以及单位宽度间隔内的分布呈对数正态分布后，深入研究了对数正态分布函数的特性，给出了对数正态分布函数具有可乘性，以及两个独立的对数正态变量之和的分布只能用对数正态分布函数在一定条件下无限逼近的结论。
　　 论文从数值和理论两方面证明了N个对数正态分布函数只有在一定的条件下叠加才可以很好地满足对数正态分布，这也解释了为什么有时实验得出的幅度分布满足对数正态分布，有时却又不是。由实验数据发现，随着宽度子集的增大，即对数均值的增大，对数离散度也在增大，本文由数值模拟推导出对数离散度随对数均值呈指数关系，这在一定程度上为仪器的噪声的限制和光敏区的设计提供了依据。
　　 由于仪器本地噪声的存在，使得信号被激发到更高的信号档，如果给定通道数，那么其所能容下的代表粒径的最大信号显然是有限的，也就能在此基础上给出仪器的最大测量粒径，本文给出了详细推导过程。这说明，测出某仪器的噪声，就可以知道其量程，而不必再用标准粒子标定，也为噪声的限制提供了依据。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：注释表

声明

1绪论

1.1悬浮颗粒物的种类、来源及危害

1.1.1对人体健康的影响

1.1.2对全球气候等方面的影响

1.1.3对工业生产的影响

1.2悬浮颗粒物测量的基本方法及其特点

1.2.1取样法

1.2.2非取样法

1.3光散射法悬浮颗粒测量的研究现状

1.3.1颗粒群光散射法

1.3.2单粒子光散射法

1.4本文的主要工作

2.粒子计数器的工作原理、结构及信号分布

2.1 Mie散射理论

2.2粒子计数器的基本结构

2.2.1粒子计数器的光学传感器

2.2.2粒子计数器的信号采集处理系统

2.3颗粒群信号随幅度和宽度的分布

2.4本章小结

3.宽度子集信号幅度分布函数的叠加

3.1对数正态分布函数的有关性质

3.2两个宽度子集内信号幅度分布函数的叠加

3.3各个配比系数S之间所满足的关系

3.4对数正态分布函数和其叠加函数的性质比较

3.5本章小结

4.由传感器的噪声推算粒子计数器的量程

4.1测量过程中影响电脉冲信号的因素

4.1.1事件的独立性

4.1.2随机变量的协方差

4.1.3颗粒测量过程中的随机因素

4.2由噪声推算粒子计数器的量程

4.3本章小结

5.结论与展望

5.1结论

5.2展望

致 谢

参考文献