光纖電容液滴分析儀的改進設計及光譜液滴分析儀的研究.pdf

1、光纖、電容液滴分析儀是光纖傳感器和電容傳感器的結合，用得到的“基于體積的液滴指紋圖”來獲得液體的物理、化學等特性參數(shù)的一種儀器。本文在前人研究的基礎上，對雙波長光纖、電容液滴分析儀進行了進一步的研究?；趯υ须p波長光纖、電容液滴分析儀進行實驗所發(fā)現(xiàn)的問題：1)在液滴生長的整個過程中，光纖信號的變化比較小，液滴指紋圖的分辨率比較低，不便于特征提取；2)液滴指紋圖在開始的一段時間內(nèi)是一條平線，不隨液滴形狀的變化而變化，即沒有記錄液滴生長的

2、全過程；3)兩路信號之間存在耦合現(xiàn)象；進行了一些改進工作，具體的改進工作及取得成果如下： 首先，針對光纖信號變化小的缺點，通過分析發(fā)現(xiàn)原有設計方案選用的接插件不合理，使信號在傳輸過程中引入很大噪聲，導致有用信號被淹沒，基于此本文選用了新的接插件，使信號完全屏蔽，從而解決了信號變化小的難題； 其次，針對液滴指紋圖在開始一段時間內(nèi)存在平線的問題，通過對光在液滴內(nèi)的反射情況進行分析，發(fā)現(xiàn)原有滴頭結構中輸入、輸出光纖的位置設計不

3、合理，導致在液滴開始生長的一段時間內(nèi)，輸出光纖接收的光很小或根本接收不到光。為此，本文根據(jù)光在液滴內(nèi)的反射情況重新設計了輸入、輸出光纖的位置，經(jīng)實驗證明，新的光纖位置分布可以記錄液滴生長的全過程； 最后，針對兩路信號之間存在耦合的問題，通過對處理電路中起信號分離作用的帶通濾波器進行分析，發(fā)現(xiàn)帶通濾波器的Q值較低，導致兩路信號沒有實現(xiàn)完全分開，為此本文用鎖相環(huán)放大器代替了原來的帶通濾波器實現(xiàn)信號分離，經(jīng)實驗驗證，鎖相環(huán)放大器基本上

4、使兩路信號完全分開。 另外，基于由天津大學裘祖榮教授提出的將光纖、電容液滴分析儀與微型光譜儀融合聯(lián)用，可以解決微型光譜儀因為頻帶窄不具備定性分析難題的理論，本文對微型光纖光譜液滴分析儀進行了初步研究，主要內(nèi)容包括： 一、搭建實驗裝置，主要針對新光源對光纖、電容液滴分析儀的光纖信號處理電路進行了重新設計； 二、利用搭建的實驗裝置進行了初步實驗，驗證實驗裝置的可行性；三、結合液滴指紋圖和光譜圖的特征，編寫了物質特性檢