基本信息
- 项目名称：
- 激光散射法空气颗粒分布测量仪
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 激光散射法空气颗粒测量仪是以Gustav Mie粒子光散射理论为理论基础，结合微光电探测技术而制作的一套完整的空气颗粒分布浓度测量系统。本装置主要应用到的技术有：激光技术，微光电探测和微机控制技术。系统可同时对1um，2.5um，10um粒径范围的粒子进行分类统计，测量粒径浓度宽度为0.05g/m3—7g/m3。在误差范围内能满足环境颗粒浓度测量要求。
- 详细介绍：
- 激光散射法空气颗粒测量仪是以Gustav Mie粒子光散射理论为理论基础，结合微光电探测技术而制作的一套完整的空气颗粒分布浓度测量系统。系统巧妙设计光敏感区作为粒子散射发生的场所，当粒子经过聚焦激光所形成的光敏感区后，粒子散射的光被探测窗口上的微光电探测器收集，微光电探测器把接收的光强度信号转换成等比例幅值的电压信号，信号的密集度对应于粒子的单位浓度值，通过统计计算这两个数值，即可反映宏观空气颗粒的粒径大小及空间的分布浓度，以达到空气颗粒浓度测量统计的目的。 本装置主要应用到的技术有：激光技术，微光电探测和微机控制技术，以激光散射技术的空气颗粒测量仪具有多方面的优点：半导体激光使用寿命长，设计结构简单，故能降低系统的制作要求；微光电探测的应用，要求光电探测器的响应度高，线性度好，适合长时间工作的稳定性要好；微机技术控制整个系统协调工作，协调激光的光稳定调制，协调气泵的气流稳定控制，并且通过计算统计显示反映粒子颗粒的浓度。 系统可同时对1um，2.5um，10um粒径范围的粒子进行分类统计，测量粒径浓度宽度为0.05g/m3—7g/m3。在误差范围内能满足环境颗粒浓度测量要求。 本装置数据处理简单，操作方便，对环境中空气颗粒分析，可应用于电子行业，制药车间，塑胶，喷漆，检验等生产企业和科研部门，提供衡量环境质量的数字指标。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 激光散射法空气颗粒测量仪是通过粒子光信号的收集和电路反应，统计样本颗粒分布浓度后通过计算来反应宏观环境的空气中颗粒度的颗粒分布浓度。系统主要包括光粒子散射光信息采集，前置电路放大，后期采用单片微机来做统计分析。系统利用半导体激光作为光源，当粒子通过光敏感区的时候发生散射，利用散射光采集装置收集粒子散射光强，并通过处理电路进行波形调整，最后用单片机来处理采集到的数据。 仪器创新性： （1）采用半导体激光以及微机控制处理，使仪器能够长时间稳定工作，可以作为工厂，室内空气质量的监控仪器。 （2）多通道同时测量，随时读取各个通道的粒子浓度，解决了传统空气颗粒监控设备需要转换切割器的问题。
科学性、先进性
- 仪器优点： （1）系统结构原理简单，易于操作，在器材价格低廉可靠。 （2）电子电路部分原理简单，主要功能为电放大，将波形比较整形交給计算机处理，方便于后期处理的波形脉宽调整，提高系统稳定性。 （3）运用单片机处理可以减少了电路制作和调节的难度，提高系统稳定性。
获奖情况及鉴定结果
- 2010年11月荣获由广东省物理学会主办的第十一届广东省物理实验设计大赛一等奖 2011年4月获得佛山科学技术学院第九届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛三等奖
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物、产品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本装置运用了激光技术和微光探测技术，对空气中颗粒的粒径大小分布进行统计和分析，由微光探测雪崩光电二极管和通过散射光探测光路设计到脉冲处理，数据分析等一系列过程，构成一个完整的空气颗粒粒径浓度分析的基本结构。它可广泛应用于为各省市药检所、血液中心、防疫站、疾控中心、质量监督所等权威机构、电子行业、制药车间、半导体、光学或精密机械加工、塑胶、喷漆、医院、环保、检验所等生产企业和科研部门。
同类课题研究水平概述
- 目前国内外粉尘测量仪大都采用激光散射法，也有部分采用滤膜法、静电测量法等，激光散射法方案对比其他方案有着效率高，操作简单，使用方便，且能实时的探测空气颗粒浓度等优点。 目前激光散射法测量空气颗粒浓度的仪器技术成熟，仪器技术包括自动化控制，电子微机处理，及微光电检测等三项技术，能够测量的粒子浓度粒径为0.1um—10um，应用于一般的环境空气质量检查，超净间的空气颗粒浓度检测等方面，为工厂车间及公共环境的空气颗粒浓度提供一个量化标准。
