悬浮颗粒物信号幅度分布提取及信息熵的应用

为精确反演悬浮颗粒物的质量浓度,对颗粒物信号幅度分布的提取进行了研究。提出了线性和非线性分割两种信息提取方法,比较了两种提取方法得到的质量浓度的反演精度和稳定性。实验结果表明,非线性分割法的反演精度稳定较快,即需分割的信号子集数较少;当信号子集数大于32时,两种提取方法的反演精度均达到稳定且趋于一致。通过计算信号幅度分布的信息熵,发现信号子集数相同时非线性分割法提取信息的信息熵明显较大,表明信号幅度分布的信息熵大小决定了质量浓度反演精度的稳定速度。信号幅度分布提取方法的研究为粒子计数器系统的电路设计提供了理论指导。

光强均匀度与标准粒子信号分布关系研究

为了研究光敏区光强分布对粒子计数器标准粒子信号分布的影响,从理论上分析了光敏区光强概率分布和标准粒子信号幅度概率分布之间的关系,并建立了能统一描述光敏区光强分布均匀度和信号幅度分布均匀度的数学模型,此模型定量分析了光敏区光强均匀度对信号分布曲线的影响,同时也揭示了长期制约国产粒子计数器分辨能力的本质因素,并给出了实验验证。理论和实验结果表明,光敏区光强分布的不均匀性是影响计数器分辨能力的主要因素。

真实测量时单分散光信号幅值分布函数所受的扰动

本文研究单分散微粒散射截面 σS对单位粒子群光信号幅值分布函数的物理作用和影响 ;指出在实际测量中用信号幅值分布函数表述粒度分布函数的方法在一定的有效范围内可提高测量准确度 ,但在大范围内两函数在物理意义上将背离 ;同时指出这种幅值分布函数可作为光学传感器品质的一个评定参数 ,可指导光学传感器的调试 ,有益于传感器品质的提高。

高精度光散射气溶胶质量浓度测量系统的信号处理研究

气溶胶质量浓度是评价大气环境变化的关键参数,光散射法是测量该参数的有效方法。但现有反演模型多采用散射光信号积分量反演质量浓度,导致颗粒物细化信息丢失,且未考虑颗粒形貌因素。针对上述问题,本文提出了一种采用散射光信号幅度分布反演气溶胶质量浓度的分形模型,充分利用了颗粒散射光的信号幅度信息与数目信息,有效提高了反演精度。实验结果表明:对于烟尘和空气样品,分形模型质量浓度反演值与实际测量值吻合,拟合直线斜率与1的绝对差为0.034和0.016,相关系数高于0.999,实验平均相对误差均小于7.7%,而电压积分量反演的质量浓度平均相对误差则在18.7%以内。该研究为光散射法应用于在线监测气溶胶质量浓度提供了一种新的精确反演方法。

尘埃粒子计数器粒子散射光信号幅度概率分布

针对粒度仪标定的准确度 ,在概率空间基础上 ,提出了尘埃粒子散射光信号幅度概率谱线和散射光信号幅度概率谱函数的概念 ,并对谱线在概率空间下的性质进行了研究。利用单分散粒子间的不相关性 ,将概率论运用于信号处理中 ,用全概率公式概括了尘埃粒子计数器信号传输的本质 ,建立了适用于处理尘埃粒子计数器信号的更完善的概率理论模型。文中给出了这一方法的理论分析及国产 Y0

气溶胶质量浓度测量系统的设计与实现

为监测近地面气溶胶颗粒,设计了基于单粒子光散射法的气溶胶质量浓度测量系统。通过高速AD9656转换器与FPGA多通道采集卡对前端光学传感器输出信号进行采集,并由STM32微控制器结合分形反演模型完成气溶胶质量浓度的测定,测量结果通过无线模块传输至云端。实验表明:对于烟尘和空气样品,分形模型反演的质量浓度值与标准值吻合较好,拟合直线斜率分别为0.962 57和0.906 38,相关系数均高于0.99,表明提出的气溶胶质量浓度测量系统具有一定的实用价值。

悬浮颗粒散射脉冲信号群的统计分形特性

将PCI-9812高速数据采集卡与激光尘埃粒子计数光电传感器结合,对空气中悬浮颗粒群产生的散射脉冲信号数随幅度的统计分布p(l)进行高分辨率的测定.实验数据表明,在大样本条件下,脉冲信号集合整体及不同脉宽信号子集的p(l)函数在幅度定义域(V0,VM)内均以很高的精度满足对数正态分布形式,即该随机脉冲信号群具有统计分形(自相似)特征.进一步理论研究表明,p(l)函数具有非线性缩放不变性;且当统计参数满足(lnl-lnl)2>lnl时,该函数与幂函数l-(1-ε)表现出几何相似性,其中ε1.