基于C8051F340的可吸入颗粒检测仪的设计.pdfVIP

学兔兔 第2期(总第183期) 机 械 工 程 与 自动 化 NO．2 2014年O4月 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUT()MATION Apr． 文章编号：1672—6413(2014)02—0114—02 基于C805 1 F3 40的可吸入颗粒检测仪的设计来 张 棚，刘路路，魏计林，李传亮，邱选兵，孟慧艳 (太原科技大学 应用科学学院，山西 太iS． 030024) 摘要；在光学散射消光原理基础上，采用双波长的方法实现了可吸入颗粒物浓度的精确测量。并以单片机为 核心实现了对颗粒浓度的采样、计算；通过3G网络实现数据的传输和共享。实验表明检测仪具有良好的性能。 关键词：可吸入颗粒物；消光法；单片机；检测仪；设计 中图分类号：TH74：TP273 文献标识码：A 0 引言 况下自然界中的可吸入颗粒是由不同粒径和数目组成 空气中可吸人颗粒物(大气中直径小于 10 m 的颗粒系。因此将式(2)代入式(1)取对数后得到： 的粒子)的存在严重地威胁着人们的生存和发展。它 In(J。／J)：Ot／4)L：D N K( ，m，Df)．(3) 在空气中持续的时间相当长，长期吸人会引发各种呼 其中：D 和．N 分别为可吸人颗粒物中所含的不同颗 吸道类疾病[13，而且还影响着大气能见度。目前可吸 粒的粒径和数目。 人颗粒物已被定为空气质量检测的重要指标。 由式(3)可知，入射光的衰减i／i。中包含有颗粒 常用的光散射型检测仪一般为单机工作模式，不 尺寸和浓度(颗粒数)的信息。用已知波长的光源测得 能满足环境监测的多点联网测试需要，并且其精度低、 光强比值后，式(3)有N和D两个未知数，本系统采 测试时间长。因此本文研制了一套具有多节点3G无 用了双波长的方法对采集到的样本进行测量。由式 线联网的可吸人颗粒物检测系统，它可以快速精确地 (3)可知： 测量可吸人颗粒物的浓度，实现大气中可吸入颗粒物 In(Jo／D^_==：(7t／4)L：D{N K( l， ，D )．(4) 的无人实时检测与自动报警。 1 消光法的原理 In(Jo／I)k一(7r／4)L D N K( 2， ，D )．(5) 传统的检测颗粒物的方法主要有筛分法[2]、显微 ， 。 是针对同一颗粒系的，由式(4)、式(5)可得： 镜法、沉降法[3]和电感应法[4]等。但上述方法对于大 ln(Io／I)z1 K(Al，7”，Df) 气中可吸入颗粒物的检测均有许多不足之处。相对而 面 。7『 一 ‘ (6) 言，消光法L5 (全散射法)作为一代新颖的测量方法与 式(6)中的消光比值可由测量数值得到，用作图法 其他方法相比具有适用性广、测量范围宽、测量精度 就可求得K(是D的函数)。由式(1)计算得到J后， 高、重复性好、测量速度快等优点。 再将K，J代人式(2)中就可求得N值，即所测量的气 消光法检测的基本原理如下：当一束激光进入样 体中可吸人颗粒物浓度值。 品池后，由于可吸人颗粒