激光散射式粉尘浓度测量技术研究

摘要

大气中和工作环境中的粉尘会对人体产生多种破坏并可能会引发各种疾病。八十年代以来，随着现代科学技术及工业的发展速度越来越快，对各种粉尘浓度检测的问题在众多的工业部门中也随之变的更加重要。近年来人们研究出了很多种用于检测粉尘浓度的方法，所使用的原理也各不相同。粉尘浓度的在线测量是现在研究的重要方向，光散射测量粉尘浓度的方法具有测量速度快、重复性好、可在线测量等特点，被人们越来越多的应用于粉尘浓度的测量。
　　光散射法测量粉尘浓度主要是依据Mie散射为基本原理，推导出群粒子散射的计算公式。本文主要设计了一种可以实现粉尘浓度测量的可行方案。在实验室中搭建了实验光路，使用半导体激光器照射粉尘发出散射光，并使用光电二极管接收散射光。本文设计了一个运算放大电路，可以把光电二极管的信号放大成伏级的电压信号，便于进行A/D转换。最后使用单片机对信号进行处理得到粉尘浓度。该方案还有许多不足之处，还需要不断改进和完善才能更精确快速的测量粉尘浓度。相信随着科学的不断进步，光散射法测量粉尘浓度对人们日常生活的帮忙将会越来越大。

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第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 研究现状及发展趋势

1.3 研究内容和方法

第二章 颗粒的光散射理论

2.1 颗粒的基本性质

2.2 光散射基本理论

2.2.1 光散射概述

2.2.2 光散射基本知识

2.3 经典Mie光散射理论

2.3.1 基本理论

2.3.2 光散射相关物理量的计算

2.3.3 Mie散射光强分布规律

2.3.4 偏振规律

2.3.5 入射光波长对散射的影响

2.3.6 Mie散射的两种特殊情况

2.4 本章小结

第三章 信号接收与处理的相关电路

3.1 光电传感器

3.2 运算放大电路

3.3 单片机处理器

3.4 本章小结

第四章 激光散射式粉尘测量

4.1 实验光路

4.2 放大电路

4.3 信号处理

第五章 总结

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文