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摘要:PM2.5是指大氣中直徑在2.5微米及其以下的顆粒物，又叫做細(xì)顆粒物．常含有大量有毒、有害物質(zhì)，隨著顆粒物直徑的減小，其對(duì)人體的危害會(huì)越來越大．由此可見PM2.5的實(shí)時(shí)檢測(cè)方法的設(shè)計(jì)和優(yōu)化已成為當(dāng)務(wù)之急． 光纖光柵（Fiber Grating）最近幾年發(fā)展迅速，以其高敏感性、體積小、智能化等優(yōu)點(diǎn)，在光通信領(lǐng)域起到了越來越重要的作用，本文主要是在了解了現(xiàn)有的PM2.5檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，將光纖光柵器件運(yùn)用到PM2.5的濃度檢測(cè)中，通過對(duì)現(xiàn)有的PM2.5的檢測(cè)方法的分析，提出了使用光纖布拉格光柵（Fiber Bragg Grating，F(xiàn)BG）傳感器替換現(xiàn)行重量法中的天平稱重的優(yōu)化方案，此方案具有節(jié)能，耐用，高靈敏度，無靜電影響，易于組網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)．系統(tǒng)主要由光纖光柵傳感器、傳輸信號(hào)用的光纖和光纖光柵解調(diào)設(shè)備組成．光纖光柵傳感器主要用于獲取空氣PM2.5的值，光纖光柵解調(diào)設(shè)備用于對(duì)傳感器信號(hào)的檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理，以獲得測(cè)量結(jié)果，通過光纖能夠?qū)崿F(xiàn)遙測(cè)．通過數(shù)值仿真的方式給出預(yù)測(cè)結(jié)果和機(jī)理，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)． 關(guān)鍵詞：光纖布拉格光柵(FBG)；反射譜；數(shù)值仿真；可調(diào)諧F-P濾波器
目錄 摘要 ABSTRACT 第1章 緒論-1 1.1 國內(nèi)外PM2.5檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系的制定-1 1.1.1 國外PM2.5檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的制定-1 1.1.2 國內(nèi)PM2.5檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的制定-1 1.1.3 現(xiàn)有PM2.5檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)分析-2 1.1.4 PM2.5重量法檢測(cè)的發(fā)展要求和優(yōu)化方向-2 1.2 光纖光柵傳感器-3 1.2.1 光纖光柵的發(fā)展及應(yīng)用-3 1.2.2 光纖光柵的分類-4 1.3 聚合物材料和光纖光柵-6 1.3.1 聚合物光纖光柵的發(fā)展-6 1.3.2 聚合物光纖在傳感方面的應(yīng)用-6 1.3.3 聚合物光纖與聚合物封裝-7 1.4 本課題的研究目的及主要工作-7 1.4.1 本課題的研究目的-7 1.4.2 本課題的主要工作-8 第2章 光纖布拉格光柵的基本理論-9 2.1 光纖布拉格光柵的理論模型-9 2.2 光纖布拉格光柵的傳感原理-9 2.3 均勻光纖光柵的傳輸矩陣法理論分析-10 2.4 均勻光纖布拉格光柵的橫向受力光譜特性分析-11 2.4.1 均勻橫向應(yīng)力下光纖光柵的傳感模型-12 2.4.2 均勻光纖布拉格光柵橫向應(yīng)力分析-12 第3章 PM2.5檢測(cè)方案-17 3.1 PM2.5檢測(cè)稱重裝置的改良方案-17 3.2 光纖光柵的制備及封裝-17 3.3 常用的解調(diào)方法與系統(tǒng)構(gòu)成-18 3.3.1 光柵匹配濾波器法-19 3.3.2 可調(diào)諧法布里—珀羅濾波器法-19 3.3.3 邊緣濾波器法-20 3.3.4 干涉法-21 3.3.5 光譜儀檢測(cè)法-21 3.4 信號(hào)檢測(cè)與處理系統(tǒng)-22 第四章 數(shù)值結(jié)果與分析-25 4.1 論文主要完成的工作及數(shù)值分析-25 4.2 未來的工作設(shè)想-28 參考文獻(xiàn)-29 |
