基于LabVIEW的大气气溶胶实时监测系统设计-论文.pdf

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1、电子测量技术第38卷第6期EIECTR0NICMEASUREMENTTECHNOLOGY2015年6月基于LabVIEW的大气气溶胶实时监测系统设计李辰宇程智陈锋杜耀华暴洪涛吴太虎(中国人民解放军军事医学科学院卫生装备研究所天津300161)摘要：近年来随着人们对大气环境质量的重视程度日益提高，大气气溶胶浓度的定量分析方法也越来越受到关注。该大气气溶胶实时监测系统基于Mie弹性散射分析技术，利用LabVIEW数据流图形化编程方法完成数据实时处理、动态显示以及历史数据保存等功能。系统可以通过实时获取单个

2、气溶胶粒子在激光照射下后向散射光的强度来分析采集样本中各粒度气溶胶粒子浓度，并以此来评估当前环境的气溶胶质量状况。此系统具有操作简单、界面友好、数据翔实的优点，可广泛应用于大气气溶胶分析领域。关键词：大气气溶胶；实时监测；Mie散射；LabVIEW中图分类号：X851TP274TN247文献标识码：A国家标准学科分类代码：510．8040Designofatmosphericaerosolreal-timemonitoringsystembasedonLabVIEWLiChenyuChengZhiCh

3、enFengDuYaohuaBaoHongtaoWuTaihu(InstituteofMedicalEquipment，AcademyofMilitaryMedicalSciences，Tianjin300l61，China)Abstract：Inrecentyears，withgreatimportanceincreasinglyattachedtoatmosphericenvironmentalquality，methodsofquantitativeanalysisfortheconcentra

4、tionofatmosphericaerosolwasreceivingmoreandmoreattention．Theatmosphericaerosolreal—timemonitoringsystemwasbasedonMiescatteringanalyticaltechnique，takingtheadvantageofLabVIEWdatastreamgraphicalprogrammingtorealizethefunctionsofreal—timeprocess，dynamicdis

5、playandhistoricaldatasaved．Thissystemanalyzedtheconcentrationofsampledvarioussizeaerosolparticlebyreal—timegettingtheback—scatteringlightintensityofeveryaerosolparticle，whichcanreflecttheairqualityofcurrentenvironment．Thissystemhadadvantagesofeasyoperat

6、ion，friendlyinterfaceandabundantinformation，whichcanbewidelyusedforatmosphericaerosolanalysisarea．Keywords：atmosphericaerosol；real—timemonitoring；Miescattering；IabVIEWl引言光谱技术，对大气环境中的气溶胶逐个进行粒径尺寸分析，伴随着工业的迅速发展和化石燃料的大量使用，气溶胶并将分析结果参数化地体现在人机交互界面上。污染物正在源源不断地产生

7、并被排放到大气环境中，一方面大气气溶胶实时检测系统原理如图1所示，系统利用破坏着自然环境和生态气候；另一方面也直接威胁到人类的405nm半导体激光器作为监测能量源，负压气泵作为气流生命健康Ⅲ1。当气溶胶进入人体呼吸系统后，约有5O吸附动力源，将大气中存在的气溶胶负压吸入装置的测量腔内，在肺壁上，其携带的有害物质能渗透到肺部组织的深处，引并逐个通过由激光器经整形形成的测量光斑发生弹性散起支气管炎、肺炎、哮喘、肺气肿与肺癌，导致心肺功能减退射。光的弹性散射包括瑞利散射和Mie散射2种。其中瑞甚至衰竭。更为

8、严重的是，气溶胶也是致病菌以及生物战剂利散射指当散射体的线度比光波长小一个数量级时，分子的主要传播途径]。据统计约有2O的致病菌是以生物气散射光的强度与入射光的频率的四次方成正比]。Mie散溶胶的形式进行传播的]，居致病菌传播途径之首，因此对射则指粒子的线度接近或大于光波长时对入射光的散射现大气气溶胶各粒径浓度进行实时在线监测是对气溶胶污染象]。由于可以长期悬浮空气中的气溶胶的尺寸(0．3～威胁进行预警并制定处置方案的重要依据。lOgm)绝大部分接近或大