【摘 要】
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近几年来,臭氧已经成为空气中六大污染气体之一。近地面臭氧浓度的日渐增长,对人类以及其他生物物有极大的伤害,因此对大气环境的臭氧浓度检测是非常有意义的。针对目前国内臭氧浓度检测精度低、误差大、实时性差等缺点,设计了一款基于紫外光谱分析的具有检测误差小、实时显示功能的臭氧浓度检测仪。通过分析臭氧的紫外吸收截面,基于Lambert-Beer定律搭建臭氧浓度检测模型,提出了紫外吸收法的臭氧浓度检测方法。针
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近几年来,臭氧已经成为空气中六大污染气体之一。近地面臭氧浓度的日渐增长,对人类以及其他生物物有极大的伤害,因此对大气环境的臭氧浓度检测是非常有意义的。针对目前国内臭氧浓度检测精度低、误差大、实时性差等缺点,设计了一款基于紫外光谱分析的具有检测误差小、实时显示功能的臭氧浓度检测仪。通过分析臭氧的紫外吸收截面,基于Lambert-Beer定律搭建臭氧浓度检测模型,提出了紫外吸收法的臭氧浓度检测方法。针对光电微弱信号的检测研究了基于LMS、RLS准则和双自适应噪声抵消算法。经对比,双自适应噪声抵消算法的降噪效果最佳并有效地提高了信号的信噪比。本课题从光路、硬件和软件三部分对臭氧浓度检测仪进行设计。光路设计采用双光路测量系统,此系统有效地提高了臭氧浓度的检测精度;硬件设计选用STM32F103RC为主控芯片,结合双光路系统实现臭氧浓度的检测,通过集成信号处理模块、存储模块及4G网络传输模块等核心模块,实现对检测数据的处理、存储及传输等功能;软件设计作为硬件设计的支撑,采用keilμVision5完成主程序初始状态的设置,并编写数据处理、传输及显示的程序。采用XHCAL2000B型动态气体校准仪对所设计的臭氧浓度检测仪进行校准,其示值的相对误差为7.3%,重复性为0.9%,响应时间为45秒。
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