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细微颗粒检测装置及系统研究

孙玉霞  
【摘要】:与空气中的微小颗粒一样,液体中的微小颗粒对光也同样有散射作用,基于这一原理本文设计了一种细微颗粒浓度检测装置。在测量散射角度固定的情况下,测量侧向散射光,获得与细微颗粒浓度有关的信号,进而确定待测液体的浊度。由于细菌的颗粒尺寸在微米级别,也同样具有散射作用,本文也探讨了将该装置用于细菌测量中的应用,实时检测待测液体中细菌的相对浓度的变化。本论文探讨的测量装置采用90度散射模型,以波长为850nm的红外LED作为光源,光照射到浊度溶液上,利用光探测器接收散射光,并设计了放大、比较等电信号处理模块,得到与溶液中颗粒浓度相关的方波信号,方波的占空比与被测液体颗粒浓度相关。为降低环境光等杂散光,实验中将被测溶液置于暗腔中。基于搭建的实验装置,实验测量了标准的福尔马肼溶液的浊度,实验表明,在30-70NTU浊度范围内,具有很好的线性度;为验证本系统用于细菌溶液测量的可行性,对含有大肠杆菌的培养过程进行了连续测量,大肠杆菌的浓度随着时间而变大,探测得到的信号也呈现增长趋势,与细菌的培养曲线吻合,实验表明该方案和装置可用于细菌培养过程的检测。


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