激光消光法粉塵濃度在線測量系統(tǒng)的研發(fā)

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1、學(xué)校代碼：８６１０２分類號ＩＴＫ３１３密級：公開ＵＤＣ：６２０學(xué)號?。牐保常埃矗罚矗崳姟?。．…‘処巧，知＇．ｉ．簡雷霄脊圭南大嗦工程碩±學(xué)位論文激光消光法粉坐濃度在線測量系統(tǒng)的研發(fā)研究生姓名：函志偉導(dǎo)師姓名：束兆龍教授申請學(xué)位類別工程柿±學(xué)份巧予單份東巧大學(xué)工穂領(lǐng)域名稱巧力工程論義答辯日期２０巧隻１１月２０日研究方向能源信息及自動化學(xué)份暢予日期２０巧月日答辯妾ａ會豐席抹中戍評閱人巧古宙２０１５年１１月２０日表菊扛參碩ｉ學(xué)位論文激光消光法粉塵

2、濃度在線測量系統(tǒng)的臟專業(yè)名務(wù)；動力工程研究生姓名；雷志偉導(dǎo)師姓名：榮兆龍體龍東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院中國？南京二〇—五年千一月．本論文得到Ｔ國家自然科學(xué)基金（Ｎｏ．５１３７６０４９），國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局科技計(jì)劃項(xiàng)目（Ｎｏ２０１２ＱＫ１７６）資助ＳＴＵＤＹＯＦＭＥＡＳＵＥＭＥＮＴＳＹＳＴＥＭＦＯＲＤＵＳＴＣＯＮＣＥＮＴＲＡＴＩＯＮＢＡＳＥＤＯＮＬＡＳＥＲＥＸＴＩＮＣＴＩＯＮＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ（Ｔｈｅｓｉｓ）ＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉ

3、ｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒ化ｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｇＢＹＬｅ－ｉＺｈｉｗｅｉＳｕｅｒｖｉｓｅｄｂｐｙＰｒｏｆｎＺｈａｏ－．ＳｏｇｌｏｎｇａｎｄＰｒｏｆＸｕ－ｏｎ．ＣｈｕａｎｌｇＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｇｙＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＮｏｖｅｍｂ巧２０１５東南大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研巧成果。盡我所知，陳了文中特別加Ｗ標(biāo)注和

4、致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得東南大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料一。與我同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表示了巧意。研究生簽名：賊作日期：興畔＂印礎(chǔ)東南大學(xué)學(xué)位論文使用授枚聲明東南大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)信息研究所、國家圖書館有權(quán)保留本人所送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子文培，可Ｗ采用影巧、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。除在保密期內(nèi)的保密論文外，允許論文被查閱和借閱Ｌ），可Ｊ公布（包括Ｗ電子信息形式刊登論

5、文的全部內(nèi)容或中、英文摘要等部分內(nèi)容。論文的公布（包括Ｗ電子信息形式刊登）授權(quán)東南大學(xué)研究生院辦理。｜／｜研究法簽名：師簽名日期：反＾摘要題名：激光消光法粉塵濃度在線測量系統(tǒng)的研發(fā)姓名：雷志偉導(dǎo)師；宋兆龍，許傳龍學(xué)校；東南大學(xué)正文；燃煤電廠產(chǎn)生的大量煙氣是大氣污染的主要原因么一。發(fā)展粉塵顆粒濃度監(jiān)測技術(shù)一是解決大氣環(huán)境粉塵污染問題的首要任務(wù)之。目前，，現(xiàn)有的紛塵顆粒濃度測量系統(tǒng)往往難（０相機(jī)和１＾＾？滿足惡劣環(huán)境下在線監(jiān)測要求。本文基于激光消光法原理，結(jié)合：￡光纖成像技術(shù)一，研發(fā)了套橫塵濃度在線測

6、量系統(tǒng)。首先，介紹了光散射基本理論ｅ，并在此基礎(chǔ)上闡述了Ｍ散射理論、夫朗禾費(fèi)衍射理論巧全散射理論。根據(jù)全散射法的原理和顆粒粒徑分布畫數(shù)，采用平均粒徑和平均消光系數(shù)Ｊ，推導(dǎo)出了激光消光法的測量方程。該方法可ｌ＾ｌ直接求解顆粒的質(zhì)量濃度，而且極大地簡化了測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。一其次，結(jié)合激光消光法的巧幢方程，研制了套基于ＣＣＤ和光纖成像的粉塵濃度在線測量系統(tǒng)。系統(tǒng)主要包括電源系統(tǒng)、發(fā)射光路系統(tǒng)、透射光采集系統(tǒng)、數(shù)掘處理系統(tǒng)及吹風(fēng)裝置。發(fā)射光路系統(tǒng)由激光器、空間濾波器、準(zhǔn)直透鏡和分束鏡組成，實(shí)現(xiàn)激光的準(zhǔn)直發(fā)射和雜散光的消除，

7、提高入射光束的質(zhì)量。透射光采集系統(tǒng)利用光纖傳像Ｄ一ＭＦＣ束和ＣＣ相機(jī)，實(shí)現(xiàn)光信號傳輸和采集功能。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是套基于框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用程序，具有實(shí)時在線測量粉全濃度、顯示透射光強(qiáng)度和濃度動態(tài)曲線圖，并具有數(shù)據(jù)存儲等功能。吹風(fēng)裝置則利用干凈的壓縮空氣清掃光學(xué)窗口Ｗ及防止煙氣進(jìn)入測量系統(tǒng)。五個系統(tǒng)高度集成，提高了測量系統(tǒng)的抗干擾性和穩(wěn)定性。最后，設(shè)計(jì)了粉塵發(fā)生裝置用于測試紛塵濃度在線測量系統(tǒng)的性能。根捉ＣＣＤ相機(jī)的像素位深和激光器的輸出功率，設(shè)定了相機(jī)最佳工作曝光時間，并分析了測量系統(tǒng)隨機(jī)誤差產(chǎn)生的因素。通過紛塵濃度測量結(jié)果與取樣

8、稱重法標(biāo)定結(jié)果比較，表明：系－３統(tǒng)的零點(diǎn)漂移的范圍約為１０？ｌ〇，在低濃度范圍，在線測量系