Разработка флуоресцентного спектрометра для анализа пылевых частиц

1.

“Балтийский государственный технический университет
“ВОЕНМЕХ” им Д. Ф. Устинова” Кафедра И1
Выпускная квалификационная работа на тему:
Разработка флуоресцентного спектрометра для
анализа пылевых частиц
Выполнил студент группы И172
Кондратьева Дария Витальевна
Научный руководитель:
Чугреев Алексей Викторович

2.

Цели и задачи
Целью исследования является разработать прибор для анализа пылевых частиц в
атмосфере методом флуоресцентной спектроскопии.
Задачи:
• Поиск информации по методу оптических измерений
• Разработка принципиальной оптической схемы
• Произвести энергетический расчет
• Подбор компонентов
• Разработка конструкции

3.

Актуальность проблемы

4.

Метод оптических измерений
Типичное
устройство
считывания состоит из:
1. Пары фотодетекторов
2. Источника света
Электронный сигнал можно
интерпретировать по его частоте
импульсов (количеству частиц) и
соответствующей высоте импульса
(размеру частиц) или по его общей
интенсивности рассеянного света,
возникающего
в
результате
совокупности частиц.

5.

Аналоги
Флуоресцентный спектрометр FL6500
Флуоресцентный спектрометр FLAPS III
Характеристики
Значения
Характеристики
Значения
Источник излучения:
FL 6500: импульсная Xe-лампа;
FL 8500: непрерывная Xeлампа.
Диапазон размеров частиц
0.8 – 10 мкм
Лазерный источник
Лазерный диод 405 нм, 30
Диапазон длин волн
Возбуждение: 200 – 900 нм
Эмиссия: 200 – 900 нм
Скорость сканирования
FL 6500: до 24000 нм/мин
FL 8500: до 60000 нм/мин
Отношение Сигнал/Шум (ско)
FL 6500: 750/1
FL 8500: 4000/1
мВт
Габаритные размеры (Д ⨯ Ш
(254 × 381 × 178) мм
⨯ В)
Масса
10.5 кг

6.

Принципиальная оптическая схема
Принцип работы:
Воздух с пылью подаётся в прибор
Лазер засвечивает пылинку
Излучение рассеется от пылинки
Попадает на приёмник
ФЭУ отправляет информацию на
ксеноновую лампу
Ксеноновая лампа делает вспышку
УФ попадает на пылинку
Возбуждается флуоресценция
Флуоресценция попадает на ФЭУ32 канала

7.

Расчёт энергии пришедшей на фотоприёмник
Интегрирование методом трапеций:
Площадь под участком графика (Si) определяется
выражением: