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《苏州大学》 2005年
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尘埃粒子光散射测量技术及微型光学传感器的研究

高永锋  
【摘要】:尘埃粒子光散射测量技术是根据光的散射原理,即空气中的尘埃粒子在一定强度的光束照射下,向其周围空间散射出与其粒径成一定比例关系的光通量而发展起来的。它可以实时测量空气中的尘埃粒子尺寸、颗粒数浓度进而判别检测净化级别,广泛应用于电子行业、制药车间、环保、检验所和科研部门。 本文首先简要介绍光学尘埃粒子计数器应用和发展概况,然后在Mie 散射理论的基础上,研究了粒径、折射率和入射光波的波长对散射光强度分布的影响,并由单分散射的光强表达式导出在偏振光的入射条件下一定立体角内的散射光通量的表达式,与自然光入射作比较。计算了在相同强度不同光源入射下,尘埃粒子计数器的两种常用散射光收集系统收集的散射光通量,结果表明:采用近前向散射光收集系统得到的光通量相等;而采用直角方向散射光收集系统时两者并不相等且在平面偏振光入射时,收集的散射光通量还跟探测器中心与入射光偏振方向夹角有关。用MATLAB 编程计算得出了在探测器中心与偏振方向的夹角成90°或270°位置时,收集的散射光通量有极值的结论,实测结果与理论曲线有较好的一致性;通过对影响散射光通量的粒径大小、散射光收集系统的位置、立体角的分析,设计完成直角方向、大数值孔径的散射光收集系统的微型光学传感器,具有体积小、重量轻、结构简单、粒径分辨率和计数效率高的特点。
【学位授予单位】:苏州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:O436.2;TP212

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【引证文献】
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2 周亮;张贤明;梁新元;卢浩闻;杨旭;;油液中光的影响及其应用[J];重庆工商大学学报(自然科学版);2012年03期
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1 王馥宇;针剂中异物的自动检测方法研究[D];上海交通大学;2012年
2 杜伟巍;基于光散射的尘埃粒子计数器设计与实现[D];苏州大学;2011年
3 刘建林;基于SU-8微透镜及其阵列制造方法[D];中北大学;2012年
4 胡澄;基于MIE散射理论的粉尘浓度测量研究[D];苏州大学;2007年
5 徐婷婷;基于自适应测量功能粉尘浓度测量仪的设计与实现[D];苏州大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
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5 王建华,徐贯东,王乃宁;单个颗粒激光散射在任意方向光通量计算的数学模型[J];应用激光;1995年02期
【共引文献】
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2 陈岚岚;颜桂炀;叶金花;张建汉;;MgAPO-5光催化降解橙黄Ⅱ的初步研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(7)[C];2007年
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4 廖庆强;姚素莹;冯安文;;高能多荷离子对室内空气净化的技术研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第二卷)[C];2009年
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8 郑洁;杨朝杰;贾虎位;;通风网络模型在隔离病房通风工程中的应用[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C];2007年
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10 任中京;姚金平;赵云普;;激光衍射法测量片状颗粒粒度的研究[A];中国颗粒学会2006年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2006年
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5 李艳菊;高等级生物安全设施生物污染物浓度预测及去除方法研究[D];天津大学;2012年
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8 郭曙光;紧凑光子源研究[D];南开大学;2001年
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10 史智兴;精播机排种性能检测系统及关键技术研究[D];中国农业大学;2002年
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1 钮庆良;时间分辨光谱技术在免疫分析中的应用[D];长春理工大学;2010年
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6 魏亚飞;基于人工神经网络的机器嗅觉系统研究[D];昆明理工大学;2009年
7 陈芳;室内颗粒污染物传播的理论与数值模拟[D];杭州电子科技大学;2011年
8 夏金峰;钢水定氧传感器MgO部分稳定ZrO_2固体电解质的制备及其表征[D];华东师范大学;2011年
9 白冰;柴油车炭化微米木纤维过滤芯排气捕集机理与实验研究[D];东北林业大学;2011年
10 张涛;喷射式液体输送泵内部流场的数值模拟与优化研究[D];中国农业科学院;2011年
【同被引文献】
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1 刘建林;张斌珍;崔敏;张剑;季长红;;基于SU-8的微透镜阵列的设计和制作[J];微纳电子技术;2012年03期
2 邹丽新;季晶晶;朱桂荣;汤荣生;;空气悬浮颗粒物粒径分布及质量浓度一体化测量系统的研制[J];传感技术学报;2007年08期
3 刘卫东,刘延冰,刘建国;检测微弱光信号的PIN光电检测电路的设计[J];电测与仪表;1999年04期
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6 田贻丽,谢利利,徐如瑜;粉尘浓度测量的研究[J];重庆大学学报(自然科学版);2003年06期
7 宋昭远,刘晓东,刘慧青;加氢润滑油光安定性的影响因素及改善途径[J];辽宁石油化工大学学报;2004年03期
8 许钟麟,沈晋明,陈长镛,张益昭,张彦国;粒子计数器采样气溶胶的误差[J];中国粉体技术;2000年01期
9 张福根,荣跃龙,周伟麟;粒径测量及用于磨料的各种颗粒仪器[J];中国粉体技术;2000年01期
10 漆新民,谌廷政,朱小进,高益庆,罗宁宁,王铮;衍射光学元件灰度掩模板激光制作系统研究[J];光电工程;2004年10期
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1 殷勇辉;基于电感测量和光纤技术的在线油液监测方法研究[D];武汉理工大学;2002年
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3 柯才军;微透镜阵列的设计、制作及与CCD的集成技术[D];华中科技大学;2005年
4 顾芳;单粒子光散射法测量悬浮颗粒物质量浓度的理论模型及应用[D];南京理工大学;2008年
5 倪玮;基于软光刻的短距离光互连研究[D];浙江大学;2009年
6 张巍;基于激光扫描系统的光栅光阀研究[D];浙江大学;2009年
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1 成玉娟;液体中小目标检测算法研究及应用[D];浙江大学;2002年
2 彭力;前向大角度光散射亚微米级颗粒粒度测试方法研究[D];华南师范大学;2003年
3 李政;模式识别在溶液不溶性微粒检测中的应用研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
4 张巍;微光学自适应系统中基于PZT薄膜的微反射镜单元工艺研究[D];浙江大学;2006年
5 孙昕;基于Mie散射理论测量微小球粒粒径的数值模拟及实验研究[D];天津大学;2004年
6 张敏;光散射法测量超细颗粒粒度的研究[D];天津大学;2005年
7 宗成强;基于光强自动调整的在线油液监测装置的研究[D];武汉理工大学;2006年
8 潘为刚;全自动激光粒度仪的研制[D];山东大学;2006年
9 李方方;微弱信号检测与采集技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
10 陈刚;光散射法测量颗粒尺寸和浓度的实验研究[D];西安电子科技大学;2007年
【二级引证文献】
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1 张艳春;刘缠牢;赵丁;;基于米氏散射理论的粒度测试算法研究[J];国外电子测量技术;2009年11期
2 张伟;路远;杜石明;王宝荣;;球形粒子Mie散射特性分析[J];光学技术;2010年06期
3 孙晴;樊建中;杨永杰;;大气颗粒物质量浓度监测系统的研制[J];计算机应用与软件;2011年02期
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7 曾涛;黄梅珍;梁明亮;荆俊博;刘天元;林培华;;安瓿瓶内杂质检测的信号处理方法[J];上海交通大学学报;2013年06期
8 崔延青;王春迎;尚永昌;;大气细粒子(PM_(2.5))监测技术进展[J];中国环保产业;2012年04期
9 李彩荣;刘缠牢;闫思思;;基于CCD传感的激光粒度测试技术研究[J];应用光学;2012年04期
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1 张伟;路远;;单分散系微粒角散射特性研究[A];第九届全国光电技术学术交流会论文集(上册)[C];2010年
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1 李树珉;烟气排放实时连续监测系统关键技术的研究[D];天津大学;2009年
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1 王俊;基于DSP和ARM的激光粒度仪关键电路设计[D];西安工业大学;2011年
2 王雪艳;基于米氏散射理论的粒度测试算法研究[D];西安工业大学;2011年
3 王潇洵;烟气颗粒物浓度检测技术的研究[D];天津大学;2010年
4 赵乐平;红外吸收粉尘传感器的设计[D];燕山大学;2012年
5 李彩荣;基于CCD技术的激光粒度仪研究[D];西安工业大学;2012年
6 张强;Mie散射及水中气泡光学性质的研究[D];西安工业大学;2010年
7 张艳春;激光粒度测试算法研究[D];西安工业大学;2010年
8 魏爽;便携式激光测尘仪测控系统设计研究[D];长春理工大学;2012年
9 秦臻;一种20mg/m~3光散射法粉尘仪样机的研制[D];南京理工大学;2013年
10 李彤;基于Arduino的便携式能见度仪的设计[D];南京理工大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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4 姬丰,郑刚,屠其军,李孟超,庄松林;基于MATLAB的光散射物理量的数值计算方法[J];光学仪器;2003年01期
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7 黄惠杰,赵永凯,任冰强,程兆谷,杜龙龙,路敦武;尘埃粒子的半导体激光散射测量[J];中国激光;2002年12期
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9 王建华,徐贯东,王乃宁;单个颗粒激光散射在任意方向光通量计算的数学模型[J];应用激光;1995年02期
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3 王莲芬;刘光斌;郑立林;邵建昭;吴傲;郑重;;三维离轴散射探测与定位方法研究[A];2007年红外探测器及其在系统中的应用学术交流会论文集[C];2007年
4 章海骢;;光导管的光通量传递比的计算[A];首届光导纤维及光导管在照明领域应用科技研讨会专题报告文集[C];2000年
5 章海骢;;光导管的光通量传递比的计算[A];海峡两岸第七届照明科技与营销研讨会专题报告文集[C];2000年
6 白鑫;张淳民;谢林利;;干涉成像光谱仪光通量的分析与计算[A];2010年西部光子学学术会议摘要集[C];2010年
7 成鑫;;LED光强分布的解析形式及其应用[A];2008全国LED显示应用技术交流暨产业发展研讨会文集[C];2008年
8 孙旭涛;郑臻荣;;超高压汞灯光学扩展量测量系统[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
9 廖理;汪超;;白光半导体照明技术及应用[A];2007年全国第十六届十三省(市)光学学术会议论文集[C];2007年
10 郑远志;肖志国;武胜利;陈向东;;色坐标对白光LED光通量影响的研究[A];第十二届全国LED产业研讨与学术会议论文集[C];2010年
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6 陈和生;未来5年到10年LED将取代传统照明光源[N];中国电子报;2008年
7 王英;看书该选什么灯[N];苏州日报;2006年
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10 沈海平;大功率LED可靠性预测机制研究[D];浙江大学;2008年
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1 高永锋;尘埃粒子光散射测量技术及微型光学传感器的研究[D];苏州大学;2005年
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3 宋巧丽;射频等离子体中尘埃粒子和尘埃空洞的实验研究[D];大连理工大学;2004年
4 刘德泳;尘埃粒子与低气压等离子体相互作用研究[D];大连理工大学;2002年
5 季玲媛;激光尘埃粒子计数器光电传感器信噪比特性的研究[D];南京理工大学;2009年
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7 刘禹;尘埃粒子在双频CCP鞘层中的特性研究[D];大连理工大学;2008年
8 王菊;火箭喷焰对微波信号衰减的研究[D];西安电子科技大学;2007年
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10 淡修库;极区中层顶区域“过冲”现象若干问题研究[D];西安电子科技大学;2008年
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