基于超声衰减的污水悬浊液浓度检测装置研究
| 致谢 | 第4-5页 |
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 1 绪论 | 第11-25页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第11-15页 |
| 1.1.1 我国水体污染和污水处理现状 | 第11-12页 |
| 1.1.2 悬浊液浓度测量的方法 | 第12-15页 |
| 1.2 超声波应用现状简介 | 第15-17页 |
| 1.2.1 超声波的概念与主要特点 | 第15-16页 |
| 1.2.2 超声波的应用方式和领域 | 第16-17页 |
| 1.3 超声波检测的原理 | 第17-19页 |
| 1.3.1 超声波的特性参数 | 第17-18页 |
| 1.3.2 超声波特性参数的测量 | 第18-19页 |
| 1.4 超声波在浓度检测领域的研究现状 | 第19-21页 |
| 1.4.1 国外的研究现状 | 第19-20页 |
| 1.4.2 国内的研究现状 | 第20-21页 |
| 1.4.3 本文研究内容 | 第21页 |
| 1.5 论文组织架构 | 第21-22页 |
| 1.6 本章小结 | 第22-25页 |
| 2. 超声波检测悬浊液浓度的理论基础 | 第25-39页 |
| 2.1 污水悬浊液的特性 | 第25-27页 |
| 2.1.1 污水悬浊液的成分 | 第25-26页 |
| 2.1.2 固体颗粒物的粒度 | 第26-27页 |
| 2.2 超声波的特性 | 第27-31页 |
| 2.2.1 超声波的分类 | 第27-28页 |
| 2.2.2 超声波的物理参量 | 第28-31页 |
| 2.3 超声波在悬浊液中的传播与衰减特性 | 第31-35页 |
| 2.3.1 超声波的散射衰减 | 第31-34页 |
| 2.3.2 超声波的吸收衰减 | 第34-35页 |
| 2.4 污水浓度的超声检测原理 | 第35-37页 |
| 2.5 本章小结 | 第37-39页 |
| 3 超声浓度检测衰减模型研究 | 第39-53页 |
| 3.1 几种经典的悬浊液中超声衰减模型 | 第39页 |
| 3.2 Lamb-Urick声衰减模型 | 第39-42页 |
| 3.3 Epstein悬浊液超声衰减模型 | 第42-46页 |
| 3.3.1 非“长波长”条件下的衰减模型 | 第42-45页 |
| 3.3.2 “长波长”条件下的衰减模型 | 第45-46页 |
| 3.4 唐应吾超声衰减模型 | 第46-49页 |
| 3.4.1 固体颗粒的排列模型 | 第46-47页 |
| 3.4.2 悬浊液超声衰减模型 | 第47-49页 |
| 3.5 超声波衰减模型的简化 | 第49-51页 |
| 3.5.1 超声散射衰减的经验公式 | 第49-50页 |
| 3.5.2 理论模型的简化分析 | 第50-51页 |
| 3.6 本章小结 | 第51-53页 |
| 4 超声衰减浓度检测试验平台的建立 | 第53-77页 |
| 4.1 试验平台总体设计 | 第53-56页 |
| 4.1.1 设计目标与要求 | 第53页 |
| 4.1.2 检测方案的选择与确定 | 第53-55页 |
| 4.1.3 平台的总体架构与工作流程 | 第55-56页 |
| 4.2 超声换能器 | 第56-61页 |
| 4.2.1 超声换能器的分类 | 第56-57页 |
| 4.2.2 超声换能器的选择 | 第57-59页 |
| 4.2.3 换能器的特性分析 | 第59-61页 |
| 4.3 超声波发射电路的设计 | 第61-67页 |
| 4.3.1 探头激励方式的选择 | 第61-63页 |
| 4.3.2 脉冲信号发生电路 | 第63-65页 |
| 4.3.3 触发脉冲产生电路 | 第65-67页 |
| 4.4 接收电路的阻抗匹配 | 第67-70页 |
| 4.4.1 压电换能器的阻抗特性 | 第67-68页 |
| 4.4.2 压电换能器谐振阻抗的测试 | 第68-69页 |
| 4.4.3 阻抗匹配电路设计 | 第69-70页 |
| 4.5 信号采样电路设计 | 第70-74页 |
| 4.5.1 FPGA控制芯片的选择 | 第70-72页 |
| 4.5.2 A/D采样芯片的选择 | 第72-73页 |
| 4.5.3 FIR数字滤波器设计 | 第73-74页 |
| 4.6 USB微控制器的选择 | 第74-75页 |
| 4.7 本章小结 | 第75-77页 |
| 5 浓度检测实验与数据处理 | 第77-85页 |
| 5.1 实验器材准备 | 第77-79页 |
| 5.2 试验平台的初步设置 | 第79-80页 |
| 5.2.1 收发换能器中心距的确定 | 第79页 |
| 5.2.2 激励脉冲电源电压的确定 | 第79-80页 |
| 5.3 实验与数据采集处理 | 第80-83页 |
| 5.3.1 浓度检测实验 | 第80-81页 |
| 5.3.2 数据采集与处理 | 第81-83页 |
| 5.4 本章小结 | 第83-85页 |
| 6 总结与展望 | 第85-89页 |
| 6.1 全文总结 | 第85-86页 |
| 6.2 工作展望 | 第86-89页 |
| 参考文献 | 第89-92页 |
