QCM對顆粒物吸附特性研究及硬件測試平臺設(shè)計.pdf

1、隨著國家對固定污染源顆粒物濃度監(jiān)測的要求日益嚴格，開發(fā)針對低濃度排放、可實時在線測量的顆粒物監(jiān)測系統(tǒng)已勢在必行。QCM是一種結(jié)構(gòu)簡單、敏感度高、測量精度能達到納克級的質(zhì)量傳感器，因此，本設(shè)計結(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。采用QCM陣列的方式提高QCM對顆粒物吸附率和系統(tǒng)的可靠性，設(shè)計了一個兩級串聯(lián)的高壓靜

2、電檢測室。清洗、烘干都可在裝置的內(nèi)部進行，且還可以施加不同強度的電壓以及調(diào)整探針頭與晶振片的距離；
　?。?）硬件電路設(shè)計。設(shè)計使 QCM穩(wěn)定振蕩、帶負載能力強的振蕩電路，采用電容補償?shù)姆椒?，消除并?lián)電容對諧振頻率的影響，同時加入差分電路，使晶體對電路的振動頻率控制作用得到加強；使用巴特沃斯帶通濾波器，消除通帶以外雜波對信號造成的干擾；通過自動增益電路形成反饋網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)控制電路穩(wěn)定輸出；系統(tǒng)額外增加一參比晶振，接入兩個獨立的振蕩電

3、路，削弱非質(zhì)量因素造成的誤差；選用 FPGA對石英晶體的諧振頻率進行測量，并通過串口將數(shù)據(jù)發(fā)送至單片機，完成數(shù)據(jù)的處理與顯示；
　?。?）研究不同工況下QCM對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對顆粒物的吸附率越大；QCM對顆粒物的吸附率隨著距離的增加先升高后降低；QCM對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電暈高；
　?。?）顆粒物發(fā)生裝置設(shè)計。由于實際工