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可吸入颗粒物(简称PM10)是指悬浮在空气中,空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物。大气中PM10来源广泛,且颗粒物形态各异、成分复杂,对环境和人体健康造成巨大危害。PM10的污染已引起全世界的普遍关注,所以加强PM10污染监测至关重要。本课题开展了基于β射线吸收原理的可吸入颗粒物自动监测仪的研制。
本文论述了基于β射线吸收原理的可吸入颗粒物自动监测仪的测量原理和软硬件设计。该仪器通过合理地选择元器件,解决了信号间的各种干扰,提高了系统的稳定性。为提高存储容量和仪器性能,该监测仪还选用了高性能单片机MSP430F149作为控制核心,满足了低功耗、高速率的设计需要。同时,在MSP430F149上移植了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ作为软件的开发平台,使软件设计模块化,缩短了开发周期。μC/OS-Ⅱ的应用还使仪器测量获得了更好的实时性,为系统的扩展和升级提供方便。该仪器还支持中文输出显示,更具人性化。并利用RS232接口芯片SP3220扩展了串口接口,方便向上位计算机实时传递检测数据和仪器状态。论文最后对PM10自动监测仪进行了实验和测试,给出了实验结果,并针对结果进行了精度分析和误差分析。
本课题所完成的PM30自动监测仪实现了对空气中颗粒物的在线自动监测,仪器性能可靠,测量准确,自动化程度高,为我国环境空气质量检测提供了一种有效的解决方案。