光纖、電容液滴分析儀的設計研究.pdf

1、天津大學碩士學位論文光纖、電容液滴分析儀的設計研究姓名：宋晴申請學位級別：碩士專業(yè)：測試計量技術及儀器指導教師：張國雄20020601A B S T R A C TD r o p a n a l y z i n g t e c h n o l o g y ( D A T ) i s r e c e n t l yd e v e l o p i n gw i t h t h eg r o w i n g i m p o r t a n c

2、 eo fs u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n ta n de n v i r o n m e n t p r o t e c t i o n ．D A T c a l l b e d e f i n e d a s at e c h n o l o g yo fd r o pm o n i t o r i n gi nt h ep r o c e s so fd r o p f o r m

3、 a t i o nu n d e rc e r t a i nt e s t i n gc o n d i t i o n st om l 簧t s i L r et h ep h y s i c a la n dc h e m i c a lp a r a m e t e r so f t h et e s t e dl i q u i d sa n d t od i s c r i m i n a t ed i f f e r e

4、 n tl i q u i d sq u a l i t a t i v e l ya n d q u a n t i t a t i v e l y ．F i b e rd r o pa n a l y s i s ( F D A ) ．c a p a c i t i v ed r o pa n a l y s i s ( C D A ) ' i m a g ed r o pa n a l y s i s ( I D A )

5、a n ds p o e t r a l d r o pa n a l y s i s( S D A ) a r e t h e m a i n m e t h o d s ．F D A p r o d u c e s a f i b e r d r o p t r a c e ( F D T ) ．w h i c h s h o w s t h e l i g h t i n t e n s i t yc h a n g e d u

6、r i n gt h ed r o pg r o w t h ．F D T e x t e r n a l i z e st h eo v e r a l lp r o p e r t i e so f t e s t e dl i q u i d sa n di S u n i q u eu n d e rc e r t a i nc o n d i t i o n s ．B u ti ti st i m i t a t i v ei

7、 np r a c t i c eb e c a B s e t h es p e e d o f d r o pg r o w t hc a n n o t b e c o n t r o l l e d p r e c i s e l y b y a c o m m o n f e e d i n g p u m p ．A r e p r e s e n t a t i o n o fv o l u m e - b a s e df

8、 i b e rd r o pt r a c e ( V F D T ) i st h e nd e v e l o p e db ym e r g i n gF D A a n dC D A ．w h i c h s h o w s t h er e l a t i o n b e t w e e n t h e l i g h ti n t e n s i t y a n d t h e i n s t a n td r o p v

9、 o l u m e ，i n s t e a d o ft i m e ．I tm a k e s t h eF D T i n d e p e n d e n tf r o m t h es p e e do f d r o pg r o w u ha n dt h ev o l a t i l i t yo fl i q u i d s ．a(chǎn) n da c c o r d i n g l y e r k s u r e $ t h

10、 e r e p r o d u c i b i l i t y o f m e a s u r e m e n t a g a i n s t t h ev a r i a t i o no ft h e f e e d i n g s p e e d o ft h e p u m p ．I n a d d i t i o n , t h e V F D Ti S m o r e f a v o r a b l e f o r f i

11、 n ed i s c r i m i n a t i o n o f l i q u i d s s i n c e i ti m p r o v e s t h e c o m p a r a b i l i t y o f t h e F D T s o f d i f f e r e n t l i q u i d s ．A n d a l s o ，t h ec o m b i n e ds y s t e mo f f i

12、b e r - c a p a c i t i v ed r o pa n a l y z e r ( F C D A ) i sc a p a b l eo fs i m u l t a n e o u s l y d e t e r m i n i n g a m o r e c o m p r e h e n s i b l e r a n g e o f t h e l i q u i d p r o p e r t i e s

13、 ．T h ep r o j e c t i S s u p p o r t e d b y t h eN S T B - M O S TJ o i n t R e s e a r c hP r o g r a m 伊r o j e c tN u m b e r ：．0 0 3 ／1 0 I ／0 4 ) ．w h e r eN s l B r e f e r s t ot h e N a t i o n a lS c i e n c

14、e a n d T e c h n o l o g yB u r e a uo f S i n g a p o r e a n dM O S T r e f e r s t ot h e M i n i s l r yo f S c i e n c ea n d T e c h n o l o g yo f C h i n 丑T l l i sp r o j e c t a i m s t o m a k e t h e d r o p

15、 a n a l y s i s e x p e r i m e n t a l d e v i c e b e o x ) m e a p r a c t i c a li n s t r u m e n t a t i o n a n d t om a k e s o m e a n a l y s i so f t h ee x p e r i m e n t a l r e s u l t so f t y p i c a ls

16、 a m p l e s ．I ti s t h e p u r p o s e o ft h i s p a p e r t o i n t r o d u c e t h e s y s t e m i c p r o j e c t o fF C D Aa n d t h ei m p l e m e n t a t i o n t e c h n o l o g y o fi t s c o m p o n e n t s ，t

17、 o s o l v e t h e p r o b l e m si n m e c h a n i c a lc o n s t r u c t i o n , d a t aa c q u i s i t i o n , s i g n a lp r o c e s s i n ga n ds y s t e mc o n t r o lw h i l em a g 啦F D Aa n d C D A ．T h e w o r k

18、 o f t h i s t h e s i si n c l u d e s ：( 1 ) O n 吐玲b a s i s o f t h ep r i n c i p l eo f f i b e r - c a p a c i t i v ed r o pa n a l y s i s ，af i b e r - c a p a c i t i v ed r o ps e n s o r i sd e s i g n e d ,

19、t h r o u g h w h i c h a s a t i a t e da n d u n i f o r m d r o p i Sf o r m e d ．( 2 ) A m i c r o f l o w - f e e d i n gp u m p a c t u a t e db y a s i n g l es t e p p i n gm o t o re n dc o n t r o l l e db y t

20、h ec o m p u t e r s e R w a l ' e i s d e v i s e d t o e n s u r e t h a t t h e d r o p i S s l o w l y d e l i v e r e d u n d e rq u a s i - e q u i l i b r i u mc o n d i t i o n ．( 3 ) 1 1 惦p r o c e s s i n g

21、 c i r c u i t so ff i b e rs i g n a la n dc a p a c i t i v es i g n a la 糟i n t r o d u c e di nd e t a i l ．M o d u l a t i o na n dd e m o d u l a t i o na r eu s e dt oe x c l u d et h ep o s s i b l ei n f l u e n

22、 c eo f a m b i e n tl i g h t i nF D A ．T h r e e m e t h o d s 黜p r e s e n t e d i nc a p a c i t i v es i g n a lm e a s u r e m e n t , w h i c h a r ef r e q u e n c y m o d u l a t i o n , d i f f e r e n t i a l

23、f r e q u e n c y m e t h o d a n d I r a u s f o r m e r b r i d g e m e t h o d ．f 4 1C o m p u t e r I n t e r f a c ef o rF C D A h a sb e e ne s t a b l i s h e da n d s e l ' 骶V a r ef o rd a t aa c q u i s i t

24、 i o na n d p r e l i m i n a r y i m a g e p r o c e s s i n g 1 Sp r o g r a m m e d ·巧) E x p e r i m e n t s o f t y p i c a ls a m p l e sa r e c o m p l e t e da n d q u a l i t a t i v ec o m p a r i s e n a