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悬浮物浓度光电检测系统设计
资料介绍
全球工业化进程的加速发展，导致悬浮污染物的排放量不断增加，给人类健康和社会可持续发展带来了极大的危害。因此，对于悬浮物浓度检测技术的研究愈发显得重要。本课题以此为背景，提出了一种悬浮物浓度光电检测方法，并建立了浓度检测实验系统，实现了对悬浮颗粒的实时浓度检测。本文主要研究内容如下:
首先运用光散射理论分析了激光在悬浮物中的传播特性，建立了悬浮颗粒介质中的激光衰减理论模型。并通过软件仿真计算了颗粒粒径、激光波长等因素对光散射特性的影响，获取了悬浮物浓度与光强之间的衰减关系，为课题研究提供了理论基础。
其次设计了基于激光差分探测技术的悬浮物浓度光电检测系统，对其工作原理进行了详细的介绍与说明，完成了系统中光源、光电探测器、滤波器以及单片机主芯片等关键器件的分析与选取。
然后完成了系统中硬件与软件部分的设计，其中硬件设计由光源稳定模块、光电差分探测模块和滤波模块组成。光源稳定模块可使光源提供持续且稳定的输出;光电差分探测模块实现了微弱光信号到电信号转换以及放大的作用;滤波模块用于消除外界噪声干扰。软件设计则是通过程序编写，实现了模数转换、数据处理、液晶显示等功能，将悬浮颗粒浓度值实时显示于液晶屏。
最后为了验证所设计方案的可行性，搭建了原理样机实验系统平台，完成了对浓度检测系统的标定，提高了检测系统的可靠性和实用性，并通过实验验证了系统功能以及性能指标。
本文所设计的悬浮物浓度光电检测系统结构简单、功耗小、测量精度高，可在不影响悬浮物颗粒分布特征的前提下，实现对浓度值的实时检测，其测量精度优于12％，可广泛应用于其他行业对悬浮物浓度的现场实时检测工作。
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