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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 激光散射法空氣顆粒分布測(cè)量?jī)x
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 激光散射法空氣顆粒測(cè)量?jī)x是以Gustav Mie粒子光散射理論為理論基礎(chǔ)，結(jié)合微光電探測(cè)技術(shù)而制作的一套完整的空氣顆粒分布濃度測(cè)量系統(tǒng)。本裝置主要應(yīng)用到的技術(shù)有：激光技術(shù)，微光電探測(cè)和微機(jī)控制技術(shù)。系統(tǒng)可同時(shí)對(duì)1um，2.5um，10um粒徑范圍的粒子進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，測(cè)量粒徑濃度寬度為0.05g/m3—7g/m3。在誤差范圍內(nèi)能滿足環(huán)境顆粒濃度測(cè)量要求。
- 詳細(xì)介紹：
- 激光散射法空氣顆粒測(cè)量?jī)x是以Gustav Mie粒子光散射理論為理論基礎(chǔ)，結(jié)合微光電探測(cè)技術(shù)而制作的一套完整的空氣顆粒分布濃度測(cè)量系統(tǒng)。系統(tǒng)巧妙設(shè)計(jì)光敏感區(qū)作為粒子散射發(fā)生的場(chǎng)所，當(dāng)粒子經(jīng)過(guò)聚焦激光所形成的光敏感區(qū)后，粒子散射的光被探測(cè)窗口上的微光電探測(cè)器收集，微光電探測(cè)器把接收的光強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)換成等比例幅值的電壓信號(hào)，信號(hào)的密集度對(duì)應(yīng)于粒子的單位濃度值，通過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算這兩個(gè)數(shù)值，即可反映宏觀空氣顆粒的粒徑大小及空間的分布濃度，以達(dá)到空氣顆粒濃度測(cè)量統(tǒng)計(jì)的目的。 本裝置主要應(yīng)用到的技術(shù)有：激光技術(shù)，微光電探測(cè)和微機(jī)控制技術(shù)，以激光散射技術(shù)的空氣顆粒測(cè)量?jī)x具有多方面的優(yōu)點(diǎn)：半導(dǎo)體激光使用壽命長(zhǎng)，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故能降低系統(tǒng)的制作要求；微光電探測(cè)的應(yīng)用，要求光電探測(cè)器的響應(yīng)度高，線性度好，適合長(zhǎng)時(shí)間工作的穩(wěn)定性要好；微機(jī)技術(shù)控制整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，協(xié)調(diào)激光的光穩(wěn)定調(diào)制，協(xié)調(diào)氣泵的氣流穩(wěn)定控制，并且通過(guò)計(jì)算統(tǒng)計(jì)顯示反映粒子顆粒的濃度。 系統(tǒng)可同時(shí)對(duì)1um，2.5um，10um粒徑范圍的粒子進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，測(cè)量粒徑濃度寬度為0.05g/m3—7g/m3。在誤差范圍內(nèi)能滿足環(huán)境顆粒濃度測(cè)量要求。 本裝置數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單，操作方便，對(duì)環(huán)境中空氣顆粒分析，可應(yīng)用于電子行業(yè)，制藥車間，塑膠，噴漆，檢驗(yàn)等生產(chǎn)企業(yè)和科研部門(mén)，提供衡量環(huán)境質(zhì)量的數(shù)字指標(biāo)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 激光散射法空氣顆粒測(cè)量?jī)x是通過(guò)粒子光信號(hào)的收集和電路反應(yīng)，統(tǒng)計(jì)樣本顆粒分布濃度后通過(guò)計(jì)算來(lái)反應(yīng)宏觀環(huán)境的空氣中顆粒度的顆粒分布濃度。系統(tǒng)主要包括光粒子散射光信息采集，前置電路放大，后期采用單片微機(jī)來(lái)做統(tǒng)計(jì)分析。系統(tǒng)利用半導(dǎo)體激光作為光源，當(dāng)粒子通過(guò)光敏感區(qū)的時(shí)候發(fā)生散射，利用散射光采集裝置收集粒子散射光強(qiáng)，并通過(guò)處理電路進(jìn)行波形調(diào)整，最后用單片機(jī)來(lái)處理采集到的數(shù)據(jù)。 儀器創(chuàng)新性： （1）采用半導(dǎo)體激光以及微機(jī)控制處理，使儀器能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作，可以作為工廠，室內(nèi)空氣質(zhì)量的監(jiān)控儀器。 （2）多通道同時(shí)測(cè)量，隨時(shí)讀取各個(gè)通道的粒子濃度，解決了傳統(tǒng)空氣顆粒監(jiān)控設(shè)備需要轉(zhuǎn)換切割器的問(wèn)題。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 儀器優(yōu)點(diǎn)： （1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單，易于操作，在器材價(jià)格低廉可靠。 （2）電子電路部分原理簡(jiǎn)單，主要功能為電放大，將波形比較整形交給計(jì)算機(jī)處理，方便于后期處理的波形脈寬調(diào)整，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。 （3）運(yùn)用單片機(jī)處理可以減少了電路制作和調(diào)節(jié)的難度，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年11月榮獲由廣東省物理學(xué)會(huì)主辦的第十一屆廣東省物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng) 2011年4月獲得佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院第九屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽三等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本裝置運(yùn)用了激光技術(shù)和微光探測(cè)技術(shù)，對(duì)空氣中顆粒的粒徑大小分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，由微光探測(cè)雪崩光電二極管和通過(guò)散射光探測(cè)光路設(shè)計(jì)到脈沖處理，數(shù)據(jù)分析等一系列過(guò)程，構(gòu)成一個(gè)完整的空氣顆粒粒徑濃度分析的基本結(jié)構(gòu)。它可廣泛應(yīng)用于為各省市藥檢所、血液中心、防疫站、疾控中心、質(zhì)量監(jiān)督所等權(quán)威機(jī)構(gòu)、電子行業(yè)、制藥車間、半導(dǎo)體、光學(xué)或精密機(jī)械加工、塑膠、噴漆、醫(yī)院、環(huán)保、檢驗(yàn)所等生產(chǎn)企業(yè)和科研部門(mén)。
同類課題研究水平概述
- 目前國(guó)內(nèi)外粉塵測(cè)量?jī)x大都采用激光散射法，也有部分采用濾膜法、靜電測(cè)量法等，激光散射法方案對(duì)比其他方案有著效率高，操作簡(jiǎn)單，使用方便，且能實(shí)時(shí)的探測(cè)空氣顆粒濃度等優(yōu)點(diǎn)。 目前激光散射法測(cè)量空氣顆粒濃度的儀器技術(shù)成熟，儀器技術(shù)包括自動(dòng)化控制，電子微機(jī)處理，及微光電檢測(cè)等三項(xiàng)技術(shù)，能夠測(cè)量的粒子濃度粒徑為0.1um—10um，應(yīng)用于一般的環(huán)境空氣質(zhì)量檢查，超凈間的空氣顆粒濃度檢測(cè)等方面，為工廠車間及公共環(huán)境的空氣顆粒濃度提供一個(gè)量化標(biāo)準(zhǔn)。
