粉塵濃度測試系統(tǒng)標定技術研究.pdf

1、為了有效減少以及遏制工業(yè)生產(chǎn)所排放的粉塵顆粒物對人們生活所造成的影響，因此對粉塵濃度進行測定和限制具有重大的現(xiàn)實意義。隨著科技的不斷發(fā)展，針對粉塵濃度的測試方法有很多，其中光透射法粉塵濃度測試系統(tǒng)采用消光定律作為測量原理，當一束單色光照射到被測粉塵區(qū)域后，由于粉塵對光強的吸收和散射作用，造成輸出光強一定程度的衰減，通過測定輸出光強衰減程度的大小來判斷被測區(qū)域粉塵的濃度值。但是，由于測試系統(tǒng)采用光電轉(zhuǎn)換的方式將測量結果以電壓形式表達出來，

2、而并非直觀的粉塵濃度值，因此，需要對其進行標定。標定獲得測量電壓值所對應的實際粉塵濃度值是測試系統(tǒng)測量的關鍵環(huán)節(jié)，標定結果的準確性直接影響著測試系統(tǒng)的測量精確性。
　　本文主要針對粉塵濃度測試系統(tǒng)的標定技術進行研究，在粉塵濃度測試系統(tǒng)測量原理的基礎之上，著重研究了以下兩方面內(nèi)容:一方面是選取有效適用于標定的介質(zhì)。由于濃度較高的均勻粉塵環(huán)境很難模擬，因此通過選取透光率較好的介質(zhì)將粉塵均勻分布其中制作標準濃度樣品來模擬粉塵待測區(qū)域。綜

3、合考慮介質(zhì)自身特性、透光率以及樣本制作的可操作性等多方面因素最終選取了水、明膠以及PMMA三種介質(zhì)分別進行標定研究。另一方面是獲取濃度與電壓之間的函數(shù)關系。主要對系統(tǒng)的標定方法進行研究，通過對系統(tǒng)傳遞函數(shù)進行建模分析后得到兩種適用于標定的方法。針對標定未知K參數(shù)法和數(shù)據(jù)擬合法這兩種可獲得濃度與電壓之間函數(shù)關系的方法進行了對比研究。標定未知K參數(shù)法是通過標定傳遞函數(shù)中的一個未知參數(shù)K來獲取濃度與電壓之間關系;數(shù)據(jù)擬合法是通過將實驗獲取濃度

4、和電壓的一組數(shù)據(jù)直接進行擬合獲得兩者的函數(shù)關系，通過對比數(shù)據(jù)擬合的多種方式，最終選用了最小二乘擬合法進行標定。
　　本文最后進行了大量的標定實驗。分別進行了以水為介質(zhì)、以明膠為介質(zhì)和以PMMA為介質(zhì)的實驗，根據(jù)實驗所得數(shù)據(jù)均分別采用標定未知K參數(shù)法和最小二乘擬合法獲取標定結果，同時將兩種結果進行了對比。為了驗證標定結果的準確度與可信度，對其進行了測試，通過計算相對誤差判斷出結果的好壞。研究結果最終表明采用以明膠為介質(zhì)通過最小二乘法