摘要随着大气环境检测，电子技术和医药事业等众多领域的发展，小型颗粒探测越来越受到重视。本课题主要结合国内外发展现状以及趋势，介绍了Mie散射原理和其在环境测量中的应用，介绍了尘埃粒子计数器的工作原理，结构组成等。并且在查阅大量资料的基础上，通过实验模拟等方法得出每部分的优化解。据此，有针对性地研究了尘埃粒子计数器中的光学传感器部分，通过Zemax仿真探究和Mie散射理论的计算，利用Mieplot得到合理的散射光强分布，并得出使光斑大小、能量、均匀性及传感器性能参数（例如：灵敏度、信噪比等）达到最优的光路设计。87522

毕业论文关键词  尘埃粒子计数器  Mie散射  性能参数   Zemax光学仿真 

毕业设计说明书外文摘要

Title      Simulation and design of optical system   in small dust particle counter sensor                                               

Abstract As the development of atmospheric environment detection, electronic technology and many fields, such as medicine, small particle detection attracted more and more attention。 Mainly combining with the development status and trend at home and abroad, this paper introduces the Mie scattering theory and its application in the environmental measuring, also introduces the working principle and the structure of the dust particle counter ，and so on。 And on the basis of consulting a large number of data,I find  optimization solution of each part through the experimental simulation。 On this basis, a targeted research about optical sensor  of the dust particle counter has been done, by Zemax simulation and Mie scattering theory applications, I use Mieplot to get reasonable scattering intensity distribution and make the light spot size, energy, and the uniformity and the sensor performance parameters (e。g。, sensitivity, signal-to-noise ratio, etc。) to achieve the best optical design。源-于Y优~尔^论:文.网www.youerw.com 原文+QQ7520`18766

Keywords  The dust particle counter  Mie scattering  energy   Zemax simulation

目   次

1   引言  1

1。1  尘埃粒子计数器的应用  1

1。2  尘埃粒子计数器在国内外的发展  2

  2  尘埃粒子计数器的原理和结构  4

2。1  尘埃粒子计数器的工作原理  4

2。2  尘埃粒子计数器的结构  5

3  尘埃粒子计数器光学传感器的设计  7

3。1  半导体光源的介绍及整形  7

3。2  光路设计及Zemax仿真  9

4  光学传感器系统性能分析  22

4。1  系统光路图  22

4。2  光能能量的分析  22

结论    25

致谢    26

参考文献     27

附录A    29

1  引言

随着精密电子，环境测量，大气监测，医学医药等领域的发展，人们对于空气中悬浮的尘埃粒子或者说封闭环境下的灰尘测量给予越来越多的关注，尤其是近年来，随着各地区的快速发展，各地的空气质量都有所下降，空气中弥漫着大量的悬浮物，其中主要包括了颗粒小于10 的飘尘和大于10 的降尘，还有粒径范围在0。1到100 之间的总悬浮微粒。其次，PM2。5、PM10等环境污染问题对人体呼吸道影响极其严重（PM10属于飘尘，可以长时间悬在空气中，是威胁人身健康的主要部分），它会增大人们患气管病或者肺癌的可能 ，同时也影响人们的心血管和神经系统[2]，因此将直接损害居民的身心健康。故医药食品等领域的科研人才也希望通过监控环境中的颗粒大小和浓度来提高生产生活质量。此外，由于科研进步工业发展，科学家们的关注点已经走向更复杂，精密，微型的领域，尤其是在半导体技术领域中，小型颗粒粒子的导电性能常常使电路短路或者开路，并且因此造成的电子芯片失效的统计概率大约可达80%左右[3]。故对于尘埃颗粒的测量无论是从生活还是工业发展的角度来看都有着极其重要的意义。