基于红外差分法的粉尘浓度信号测量方法研究

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近年来粉尘引起的环境问题日益加剧,我国大部分地区都受到了雾霾的侵袭。矿业、石化等粉尘多发区的环境问题也严重影响了人们的日常生活和身体健康,对粉尘进行研究与监测已成为我们刻不容缓的任务。本论文是基于红外差分法的粉尘浓度信号测量方法研究,有效的减小了红外吸收光学法在检测粉尘信号时受到环境、探测器、电路等干扰的影响,提高了粉尘信号的测量精度,对测量粉尘浓度以及对粉尘进行研究都有非常重要的意义。  本论文首先分析了红外差分法的基本原理,它对光源、温度、电路等引起的扰动有很好的抑制作用,并根据红外差分法搭建粉尘检测光学平台,对光源、准直透镜、探测器、气室、滤光片进行合理选型和设计。然后进行相关硬件设计,设计了一种稳定的光源驱动电路并针对探测器得到的微弱电流信号设计了一套精密放大电路,实现了微弱粉尘信号的电流电压转换,放大以及滤波。之后利用NI公司的PXI-6251板卡和PXIe-1062Q插槽机箱通过LabVIEW图形化编程语言实现了对信号的精密采集并对采集信号进行小波阈值去噪,本设计的小波阈值去噪采用分层阈值获取和可调阈值函数,能更精确的从被噪声淹没的粉尘信号中提取有用信号,提高了粉尘浓度信号的检测精度,同时还实现了信号的保存、读取、删除和报表打印,方便了信号的管理。
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