粉尘微粒监测系统的研究与设计

• 作 者: 刘小贝
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 光散射法 MIE理论 STM32 检出限

工业的快速发展一方面促使了经济的繁荣进步,另一方面也带来了不可否认的环境危害。近年来尤其是粉尘污染越来越多的受到社会各界的广泛关注。因此,研究高效可靠的粉尘监测方法,以及掌握大气粉尘的分布及变化规律,对于保护环境,预防疾病的发生等具有重要的意义。常用的粉尘监测方法有取样法和非取样法。取样法的最大优势在于它的测量原理简单,但实现过程较为繁琐,因此它不适合应对实时的在线测量,而非取样法能够远距离的进行实时在线测量,所以非取样法一直是近几年来的发展趋势。其中,非取样法中的光电测量法是比较突出的测量方法。由于光透射法在粉尘浓度较大时才有较高的测量精度,因此,现在人们大多采用光散射法来进行测量。光散射法在实际测量时很少受到外界因素的影响,此外,它的测量精度还比较高,能够实现实时的粉尘监测,因此光散射法有着较为广阔的应用前景。本文即是在综合分析国内外各种粉尘监测现状的基础上,建立了光散射法的测量方案,设计了一套基于MIE理论的高效的粉尘监测系统。该系统采用了基于ARMCortex-M3内核的高性能、低成本、低功耗的STM32嵌入式微处理器,通过对采集信号的实时处理与数据显示,实时的反应出当前粉尘浓度的各项指标,与此同时,系统将采样滤膜内置其中,可以在没有标准滤膜称重仪的情况下独立完成K值的校正与测量。实验数据表明,该系统测量的检出限低、灵敏度高、可靠性好,测量的数据可以作为实用参考,可以给人们提供更多准确有效的信息,同时对保护环境也具有较大的意义。