QCM對(duì)顆粒物吸附特性研究及硬件測(cè)試平臺(tái)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著國(guó)家對(duì)固定污染源顆粒物濃度監(jiān)測(cè)的要求日益嚴(yán)格，開發(fā)針對(duì)低濃度排放、可實(shí)時(shí)在線測(cè)量的顆粒物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已勢(shì)在必行。QCM是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、敏感度高、測(cè)量精度能達(dá)到納克級(jí)的質(zhì)量傳感器，因此，本設(shè)計(jì)結(jié)合QCM壓電效應(yīng)和高壓靜電除塵原理，研究了一種高精度、能連續(xù)監(jiān)測(cè)低濃度環(huán)境中顆粒物質(zhì)量濃度的方法及裝置。論文主要工作和結(jié)論如下：
　?。?）高壓靜電室設(shè)計(jì)。采用QCM陣列的方式提高QCM對(duì)顆粒物吸附率和系統(tǒng)的可靠性，設(shè)計(jì)了一個(gè)兩級(jí)串聯(lián)的高壓靜

2、電檢測(cè)室。清洗、烘干都可在裝置的內(nèi)部進(jìn)行，且還可以施加不同強(qiáng)度的電壓以及調(diào)整探針頭與晶振片的距離；
　?。?）硬件電路設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)使 QCM穩(wěn)定振蕩、帶負(fù)載能力強(qiáng)的振蕩電路，采用電容補(bǔ)償?shù)姆椒?，消除并?lián)電容對(duì)諧振頻率的影響，同時(shí)加入差分電路，使晶體對(duì)電路的振動(dòng)頻率控制作用得到加強(qiáng)；使用巴特沃斯帶通濾波器，消除通帶以外雜波對(duì)信號(hào)造成的干擾；通過(guò)自動(dòng)增益電路形成反饋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)控制電路穩(wěn)定輸出；系統(tǒng)額外增加一參比晶振，接入兩個(gè)獨(dú)立的振蕩電

3、路，削弱非質(zhì)量因素造成的誤差；選用 FPGA對(duì)石英晶體的諧振頻率進(jìn)行測(cè)量，并通過(guò)串口將數(shù)據(jù)發(fā)送至單片機(jī)，完成數(shù)據(jù)的處理與顯示；
　　（3）研究不同工況下QCM對(duì)顆粒物吸附率的影響，所得結(jié)論如下：在相同極距下，電壓越高，QCM對(duì)顆粒物的吸附率越大；QCM對(duì)顆粒物的吸附率隨著距離的增加先升高后降低；QCM對(duì)顆粒物的吸附率隨流速的減小而增加；在同一電壓下，正電暈的顆粒物吸附率要比負(fù)電暈高；
　?。?）顆粒物發(fā)生裝置設(shè)計(jì)。由于實(shí)際工