基于偏振光法油雾浓度检测的研究

论文摘要

油雾润滑技术的应用范围越来越宽,油雾润滑技术的相关研究也逐渐展开。本文研究的基于偏振光法油雾浓度测量方法是随着油雾润滑技术的发展要求而相应产生的,属于多相流离散相浓度测量的研究范畴。本文首先简述了偏振光原理和偏振光旋光效应的产生机理,在此基础上系统的推导了偏振光的光强与油雾浓度的关系式,并介绍了几种基于偏振光旋光法的不同检测原理的油雾浓度检测方案,最终确定用光电检测法对油雾浓度进行测量。本文重点介绍了光电检测法所选用的器件并设计制作了油雾浓度测量实验样机。在现场实验过程中,针对实验要求设计了用于检验样机性能的油雾发生实验台。最后,通过现场实验标定油雾浓度检测仪,得出一下结论：(1)在油雾润滑正常工况下,油雾浓度检测仪表现了比较好的准确性,实验数据和理论数据最大偏差为4%,证明该装置适于直接定量测量。(2)在高浓度测量时,由于油雾颗粒色散吸收的作用,消弱偏振光的光强,测量数据与理论数据最大偏差为16%,已很难准确反映油雾的浓度。(3)由于光电检测系统影响因素比较多,若要获得较高的测量灵敏度,必须舍弃部分测量范围。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 油雾润滑
• 1.1.2 油雾浓度
• 1.2 课题研究意义
• 1.3 各种油雾浓度测量方法
• 1.3.1 称重分析法
• 1.3.2 荧光分析法
• 1.3.3 近红外光分析法
• 1.3.4 静电电流法
• 1.3.5 介电常数法
• 1.3.6 散射法
• 1.3.7 闪烁法
• 1.3.8 平面偏振光旋光法
• 1.4 课题研究内容
• 第2章 测量原理和相关理论
• 2.1 概述
• 2.2 偏振光理论
• 2.2.1 偏振的概念
• 2.2.2 偏振光介绍
• 2.2.3 偏振光的数学描述
• 2.2.4 产生偏振光的方法
• 2.3 偏振器件
• 2.3.1 偏振片
• 2.3.2 波片
• 2.4 偏振旋光原理
• 2.4.1 旋光性概述
• 2.4.2 旋光现象的解释
• 第3章 总体方案设计
• 3.1 油雾颗粒的旋光特性
• 3.2 方案思路
• 3.3 方案初步设计
• 3.3.1 测量方案一
• 3.3.2 测量方案二
• 3.3.3 测量方案三
• 3.4 方案详细设计
• 3.4.1 方案确定
• 3.4.2 方案设计方法
• 3.4.3 光路
• 3.4.4 光源
• 3.4.5 检测器件
• 第4章 检测装置的安装制作
• 4.1 概述
• 4.2 发射极设计
• 4.2.1 发光二极管型号的选择
• 4.2.2 电源设计
• 4.3 检测端设计
• 4.3.1 硅光电池型号的规格和性能
• 4.3.2 电气部分设计
• 4.4 机械支架设计
• 第5章 系统实验和误差分析
• 5.1 光电检测准确度分析
• 5.2 系统实验
• 5.2.1. 实验目的
• 5.2.2. 实验原理图
• 5.2.3. 实验步骤
• 5.3 实验数据及处理
• 5.3.1 输入—输出关系
• 5.3.2 实验数据处理
• 5.3.3 实验结果分析
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢