一种新型激光粉尘浓度在线测量仪的研究(2)

具有良好的实时灵敏度。

接口上的电流计的示值调节测量激光器安装架上的细牙螺母,由于透射光传感器OPT101面积相当小,光路的微小偏离将使透射光信号波动巨大,当电流计示值达到最大值时,认为光路对中。

4　软件设计

4.1　μVersion2开发平台,采用模块化设计方法,包括模数转换、信号滤波、浓度值计算、LED显示、数模转换、上传数据、标定,光路对中等子程序模块,先分别编制调试好各子程序模块后联机通调。单片机软件总体结构如图5所示

。

图6　激光粉尘浓度在线测量仪测量结果

Fig.6Theresultofonlinemeasurement

本测量仪还与现场另一台已标定的消光法测量仪进

行对比实验(消光法经颗粒采样称重校正),结果如图7所示。由图7可以看出,文中测量仪与消光法测量仪浓度测量数据之间基本保持相同,在高浓度下两者相对误差略高,这主要是由高浓度下粉尘分布的不均匀性引起的;在其他情况下两者的相对误差小于10%,表明文中测量仪具有良好的可靠性

。

图5　单片机软件流程图

Fig.5TheflowchartoftheSCMsoftware

单片机和上位机通过串口传递数据和指令。串行通

讯采用的波特率为9600,其中单片机采用8031下的串口通讯方式3,采用查询方式检测信号,利用第9位校验位来区分接收到的指令数据和参数数据。

系统首次空载运行时,先进行光电传感器标定,由软件调节传感器放大倍率,使3个光电传感器的输出值相等,然后进行系统的零点和量程标定,最后进行参比标定。正常运行后,系统将定时自动进行零点和量程标定。

4.2　上位机软件设计

图7　激光粉尘浓度在线测量仪对比实验结果

Fig.7Theresultofonlinemeasurementin

thecomparisonexperiments

上位机软件使用BorlandDelphi6编写,采用TComm控件实现与单片机的串口通讯。上位机软件完成的主要功能有:用户分级管理、参比标定系数计算、光路监控、存

　1074仪　器　仪　表　学　报第28卷

[6]　叶茂.两相流颗粒粒径分布及浓度的光散射在线测量

6　结　　论

本文提出了一种基于光散射原理的粉尘浓度测量新方法,无需预知颗粒粒径,可直接测量粉尘浓度。本文基于新方法设计了一套粉尘浓度在线测量仪,该仪器以单片机为核心,可完成浓度值的实时显示和存储,并具有模拟输出接口。仪器具有新颖的构造,可在线标定浓度和光路对中。通过现场实验表明,该仪器具有良好的灵敏度和可靠性,可满足实时在线测量粉尘浓度的要求。　　参考文献

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　　潘琦,女,1980年11月出生,现为东南大学博士研究生,主要研究方向为光散射测量技术。

E2mail:qpan@

PanQi,female,borninDec.1980.SheisaPhDcandidateinSoutheastUniversity.Herresearchinterestismeasurementtech2

niquesbylightscattering.E2mail:qpan@

　　王式民,男,1943年出生,东南大学教授、博士生导师,主要研究方向为多相流测试技术。

WangShimin,male,bornin1943.HeisaprofessorandPhDsupervisorinSoutheastUniversity.Hisresearchinterestismultiphaseflowmeasurements.