Лазерный измеритель параметров дождевых капель, работающий в проходящем свете
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Дипломная работа
Лазерный измеритель параметров дождевых капель, работающий в проходящем свете
Аннотация
В данном дипломе описывается метод измерения параметров дождевых капель в проходящем свете. Диапазон измерений прибора 1-6 мм. Источником оптического излучения является полупроводниковый лазер, излучающий с длиной волны ? = 0,650 мкм. Выбранный лазер имеет высокую энергетическую яркость, тем самым увеличивается чувствительность прибора.
Простая схема настройки и простой алгоритм обработки данных обеспечивают высокую надежность и точность прибора. Преимущества состоят в автоматизации измерительного процесса и использовании персонального компьютера в качестве устройства обработки информации, в результате чего обеспечивается высокая скорость получения конечных результатов, а также существенно уменьшаются габаритные размеры.
Приборы, созданные на основе оптических методов, привлекают своей невысокой стоимостью, портативностью, широким диапазоном регистрируемых размеров частиц, высокой точностью получаемых результатов.
Содержание
Введение
. Конструкторский раздел
.1 Описание принципа действия прибора
.2 Габаритный расчет
.3 Энергетический расчет
.4 Точностной расчет
. Технологический раздел
.1 Юстировка прибора
. Исследовательский раздели
.1 Порядок обработки данных. Исходный текст программы
.2 Результаты измерений
.1 Безопасность жизнедеятельности
.2 Анализ опасных и вредных факторов при эксплуатации измерителя
.2 Разработка мер безопасности при эксплуатации лазерного измерителя
.3 Эксплуатация прибора в системе экологического мониторинга
. Организационно - экономический раздел
.1 Актуальность темы и постановка задачи
.2 Расчет экономических затрат
.3 Определение технико-экономических показателей проекта
Заключение
Список использованных источников
ВВЕДЕНИЕ
Определение типа осадков, их интенсивности и структуры, является важной задачей метеорологии. Современная метеорологическая станция не обходится без приборов, обеспечивающих получение точной и оперативной информации об осадках. В международной практике такие устройства принято называть дисдрометрами. Актуальность данной дипломной работы обусловлена прежде всего тем, что несмотря на широкий ассортимент приборов, пока не существует дешевых и одновременно эффективных методов решения поставленных задач. Поэтому исследования в данной области так востребованы на сегодняшний день. Ниже рассмотрены методы работы существующих приборов, их плюсы и минусы. Существует три метода работы дисдрометров: контактные, радиолокационные и оптические[1].
Контактные методы определения размеров частиц.
Цифровой дисдрометр, электромагнитный дисдрометр ударного типа.
Задача определения размеров падающих капель решалась многими зарубежными и отечественными исследователями, особенно ярко этот процесс проявился с появлением возможности создания электронных измерительных устройств, т.е. с 50-х годов прошлого века. Одними из первых стали появляться ударные измерители микроструктуры осадков. В основе работы устройств данного типа лежит принцип измерения размера частицы при непосредственном контакте с твердой чувствительной поверхностью - например, зонд Стаббса (U.S.Pat.No.2,825,875 Stabbs)
В данном устройстве для измерений использовался зонд, с выставленным сферическим наконечником. Наконечник находится в электрическом контакте с чувствительным элементом, соединенным с источником постоянного напряжения. Когда разряженная материальная частица входит в контакт с наконечником, то с чувствительного элемента снимается электрический заряд, пропорциональный размеру данной частицы, что сопровождается мгновенным уменьшением потенциала, таким образом, отрицательный импульс или сигнал, обнаруживается специальной схемой, которая усиливает его и соотносит размер материальной частицы с амплитудой импульса.
Такой прибор может быть использован в лаборатории и в ряде других применений, где необходимо производить одиночные измерения, поскольку осуществление многократных длительных выборок затруднительно в связи с тем, что погрешность растет пропорционально длине выборки.
Это связано с накоплением паразитного заряда на наконечнике чувствительного элемента. Также устройства, предложенные Стаббсом, относительно сложны и требуют использования и высокого напряжения.
Применимость таких устройств ограничена тем, что точно измерены и обнаружены, могут быть только полностью разряженные частицы, что далеко не выполняется на практике, ведь при падении через атмосферу дождевые капли приобретают статистический заряд.
Известным примером устройства контактного типа является цифровой дисдрометр со струнным датчиком, представленным Денисом П. Доннели, в США в 1984 г.(U.S.Pat.No 4,477,917, Donnelly). В основе работы прибора лежит оригинальный чувствительный элемент, состоящий из множества проводов, расположенных в виде массива проводников на точно измеренном расстоянии друг от друга - струнный датчик.
На четных проводниках поддерживается нулевой потенциал (земля), в то время как на нечетных пронумерованных проводах поддерживается небольшое положительное напряжение