便携式液滴分析仪的设计研究.pdf

天津大学
硕士学位论文
便携式液滴分析仪的设计研究
姓名:费鸣杰
申请学位级别:硕士
专业:测试计量技术及仪器
指导教师:裘祖荣
20070101
中文摘要关键词:光纤、电容液滴分析仪:是利用光纤液滴分析技术和电容液滴分析技术制成特殊的液滴传感器,获取经过液滴的光强信号随液滴生长变化的规律,得到反映液体综合特性的“液滴指纹图”。通过该指纹图可以获得有关该被测液体的物理、化学特性参数,对液体进行定性和量化识别。由于测量过程不存在任何化学反应,液滴分析仪是一种理想的“绿色仪器”;液滴分析仪不仅综合功能强,而且容易实现在线测量,可应用在环境保护、制药工艺、食品饮料等所有涉及液体检测的领域。本课题由“中国新加坡联合研究计划钅资助,旨在将液滴分析实验装置仪器化,并对典型样品进行实验分析。课题的主要内容是在光纤、电容液滴分析仪篎幕础上完成“便携式液滴分析仪:钡纳杓疲饩黾际踝楹鲜庇龅降拇ǜ衅鹘峁埂⑿藕挪杉氪淼确面的问题。在研究的基础上,我们用嵌入式信号采集、显示系统代替了原有的基于计算机处理方式的系统,使该仪器可以独立地实现液滴采集、处理、分析的整个过程,而无需计算机的参与,从而实现了便携式改进的目标。本论文主要完成了以下工作:迪智度胧娇刂葡低车纳杓疲浦睬度胧絃系统及相应的驱动程序;瓿汕度胧揭旱畏治龀绦虻纳杓疲迪只谥С窒蛄炕囊旱沃肝仆际侗鸬姆椒ā液滴分析,光纤、电容液滴传感器,嵌入式系统,支持向量机:/
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:豸涤荡宠移翳,签字日期:鹁欢侣奕独创性声明学位论文版权使用授权书或撰写过的研究成果,也不包含为获得苤盗盘堂或其他教育机构的学位或证本学位论文作者完全了解墨盗盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权墨盗盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得学位论文作者签名:
第一章绪论液滴分析技术概述液滴分析技术的发展概况作为发展中国家,我国在实现经济快速发展的同时,把可持续发展上升到国家战略的高度,对污染的控制、对饮食、医药和工业用液的质量监测都提出了更多、更高的要求,这就迫切需要功能更强、使用更方便的分析方法和仪器。液滴分析技术就是在这种环境下应运而生的一门高新技术。液滴分析技术指的是在被测液体形成液滴的过程中,采用各种手段对被测液滴实施监测,以获得有关该被测液体的物理、化学特性参数,对液体进行定性和量化识别的技术。液滴分析技术主要有以下几个特点:第一,利用液滴分析技术只需要通过监测被测液体的液滴生长过程就可以直接或间接地同时测出液体的多种物理、化学特性参数,如:表面张力、.折射率、浓度等。液滴分析方法无需任何化学试剂,不发生化学反应,因此没有二次污染问题,是一条设计“绿色仪器”的理想技术路线。第二,通过液滴分析技术得到的“液滴指纹图”,可以作为鉴别两种液体细微差别的依据,由此可以用来鉴别液体的真伪,如:假酒、假药和假饮料等。第三,液滴分析技术容易实现在线监测,可以用来监控液体生产的工艺环节。上述优点使得液滴分析技术在海洋污染监测、水资源保护、制药工艺、食品饮料及工业用液等所有涉及液体检测的领域中显现出十分广阔的应用前景。早在一个世纪以前,等人就通过实验提出,液滴的体积亓与形成液滴的毛细管的直径成比例引。此后,人们逐步认识到液体的某些特性与液体在一定条件下形成液滴的特性关系密切,例如,在一定条件下液滴的体积大小与液体的表面张力、粘度、浓度等特性有关,因此,出现了以测量液滴体积为基础的液滴分析方法。人们做了大量的实验并找到了有关液滴体积与液体特性参数之间的相互关系,例如,热擞晏岢隽艘禾宓谋呓缯帕τ胍旱蔚奶寤和形成液滴的毛细管半径关系式液滴分析方法主要有:年,爱尔兰的┦康热颂岢龉庀艘旱天津大学硕士学位论文第一章绪论
妙秽心心炒炒炒渺光纤、‘引、天津大学的王春海博士等人于年提出电容液滴分析方法【】以及由天津大学裘祖荣教授基于光纤液滴分析技术和电容液滴分析技术而提出的光纤、电容液滴分析方法‘D壳暗囊旱畏治鲆蔷褪腔诠庀恕⒌缛菀旱畏治龇法。光纤液滴传感器的工作原理是由光源发出的光,经过输入光纤导入液滴;光线在液滴内部经完全内反射、透射及液体吸收等作用,部分进入输出光纤作为信号传出。这部分信号包