摘要：传统的光学粒子计数方法受到粒子回波脉冲带宽限制,难以直接应用于超细颗粒物凝结增长后端的颗粒物数量检测。基于粒子光散射原理,采用高带宽粒子回波脉冲方案设计了颗粒物光学计数模块,在0.3L·min^-1采样流量下,15μm标准聚苯乙烯颗粒回波脉冲半宽为650ns,粒子计数效率得到有效提高。为了提高颗粒数浓度测量上限与精度,基于概率统计提出了粒子重叠校正方法,利用此方法颗粒物数浓度测量上限可达2×10^5 cm^-3。在自制的正丁醇超细颗粒物凝结增长装置中开展了对比实验。结果表明,该系统与环境空气数浓度测量设备TSI-3788和Airmous-A20的相关性均超过0.98,与机动车尾气固态颗粒物数浓度法规测量设备MEXA-200SPCS的相关性高达0.96,从而验证了所设计的颗粒物光学计数模块及重叠校正方法的准确性。

摘要：在外场应用环境中,红外道面温度遥测系统的自身温度会发生较大幅度的变化,引起的内部杂散辐射变化会导致较大的系统测量误差。设计了采用双窗口红外探测器的红外道面温度遥测系统,同时对目标物辐射和内部杂散辐射进行实时测量,并在考虑探测器温度效应的基础上,建立了扣除内部杂散辐射影响的道面温度计算模型;标定实验结果表明:当探测器工作温度和测量目标温度分别在-10~40℃、-10~60℃范围时,探测器温度效应和辐射定标函数均可以做线性化处理,并呈线性叠加效果,验证了道面温度计算模型的合理性;经过标定后,红外道面温度遥测系统与Pt100接触式温度传感器进行了外场比对测试,得到测量系统与Pt100接触式温度传感器的测量数据相关性达到98.7%,其中夜间测量误差低于2.78%,表明了系统可在环境温度变化的外场条件下准确测量道面温度。

摘要：为了实现对扬尘质量浓度在线监测并且实时反馈颗粒物质量浓度值、采样流量和周围环境温湿度等信息,设计了基于STM32微控制器的光散射式扬尘监测仪。通过测量前向散射光反演颗粒物质量浓度,集成了温湿度传感器降低环境湿度干扰。仪器设计紧凑、质量轻、成本低。实验室结果表明该仪器与国外同类型仪器对比的统计相关性较高,相关系数可达到0.95以上,通过外场实验与β射线法对比,相关系数为0.78,测量误差低,可实现对扬尘准确的测量。

摘要：CO2和水汽通量是全球碳循环和水循环的重要特征参数,而碳水通量测量难点在于需要精度高、频率响应快的气体传感器。基于DSP与CPLD作为核心控制与处理模块,设计了一种非分光红外CO2/水汽分析仪。通过与标准气体对比,CO2相对偏差为1.638 mg/m3,精度可达到1×10-6;水汽相对偏差为5.39 mg/m3,精度可达10×10-6。同时,与商业仪器进行了对比测量实验,气体浓度值基本一致,结果表明:该仪器能够准确测定CO2,水汽浓度。

摘要：针对国家环境空气质量监测站(NAAQMS)由于体积大、成本高而不利于大面积广泛布点的问题,研制了一种微型空气质量监测系统,用于监测大气中CO、NO_(2)、O_(3)、SO_(2)、PM_(2.5)和PM_(10)的浓度。该系统分别采用电化学气体传感器和光学粒子计数器来测量气体污染物和颗粒物浓度。考虑到传感器在测量污染物浓度时容易受到大气温湿度的影响,基于多传感器融合技术通过温湿度补偿算法对测量结果进行了修正,并与NAAQMS发布的数据进行了比较,分析表明二者具有很强的相关性。与NAAQMS的数据相比,本系统10天监测数据的相关系数优于0.7;通过算法校正后,某些污染物(如PM_(2.5))的相关系数甚至可以提高到0.9。新设计的空气质量监测系统具有鲁棒性强、体积小的特点,适用于环境空气污染物的长期大面积分布式网络监测。

摘要：为实现气溶胶颗粒物的空气动力学粒径及其光学粒径的同时测量,对颗粒物按粒径大小进行分类计数,利用电子学多道存储技术,结合大规模可编程逻辑电路和高速大容量双端口内存芯片,设计了一种高速大容量粒子分类计数存储器。该存储器实现了单一脉冲计数器与特征信号分类计数器的有机结合,其存储容量高达65535道,每道可计数65535个,操作速度可达15ns;而且线路简单,整个电子学多道电路只需要两片MACH435和两片IDT7009芯片。用设计的存储器对空气中空气动力学粒径为0.5～20μm的气溶胶颗粒物进行计数,得到了颗粒物的粒谱分布。该存储器已应用于本研究所自行研发的空气动力学粒谱仪,完全满足仪器连续、实时、在线监测时对存储速度和容量的要求。

摘要：为改善气溶胶静电分级器分级测量性能,建立了其传递函数和积分响应理论模型.通过对关键参数理论模拟,设置了静电分级器样气流速、鞘气和样气流速比例等关键参数,并且通过试验对理论模型进行了验证,评价了该静电分级器分级测量性能.模拟结果表明,提高气流流速可以改善静电分级器的分级性能,而鞘气和样气流速比例过大会降低其传输效率,过小则会影响分辨率,流速比例可以设定为5~25.试验结果表明,积分响应理论计算的粒子数浓度与该静电分级器试验测量结果呈线性相关(R2=0. 98).研究显示,该静电分级器测量粒径与预测粒径的误差在5. 0%以内,线性相关(R2=0. 99),且测量多个单分散和多分散粒径浓度谱型与商业化SMPS (scanning mobility particle sizer,扫描电迁移颗粒物粒径谱仪)基本一致,该传递函数和积分响应模型显著提高了静电分级器分级测量性能.

摘要：现行的照明用具一般体积较大、不易随身携带且不具备图像放大能力,为了给广大学习者尤其是视力不佳者提供一种全新的学习照明装置,设计了一种便携式放大视读屏。它具有柔光照明和图像放大双重功能:该屏利用梯形波导板的受抑全内反射原理,将侧面导入的LED光束从上下表面导出,实现了均匀的柔光照明功能;同时利用模压在波导板下表面的菲涅耳透镜实现了可调的图像放大功能。根据上述设计原理,通过ZEMAX软件对该视读屏的工作效果进行了理论模拟和参数优化,并制作了一块120 mm×80 mm×4 mm的视读屏,结果表明照明光线均匀柔和、放大效果清晰一致,成功实现了柔光照明和图像放大双重功能。

摘要：道面温度是道面气象要素之一,也是判断道路表面状态的重要依据。测量道面温度的非接触式红外测温系统基于全辐射测温法,用热释电探测器接收道面红外辐射进行系统整体设计及数据分析,分别采用最小二乘法和BP神经网络算法进行标定。结果表明:三层BP神经网络的拟合效果较好,系统测量误差在1%以内。通过外场实验并与PT100对比,相关系数达到0.999,能实现对道面温度的精准测量。

摘要：利用飞行时间气溶胶粒子束光谱技术对大气气溶胶粒子粒谱分布进行监测是精确测量大气气溶胶粒子粒径大小及浓度的典型方法。而精确测量气溶胶粒子飞行时间是实现粒径谱精确监测的关键。利用微分法对门限电平比较法进行优化改进,利用信号微分后的零点对应信号最大值的特点,将飞行时间提取中变化的门限电平的比较转换成零电平的比较,设计了一种精确测量气溶胶粒子飞行时间的方法。该力法不但可以忽略因气溶胶粒子大小而引起的散射光强弱变化,而且,即使散射光双峰信号并非理想的对称信号,该方法也能精确地测得飞行时间。