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利用光的散射原理開發氣膠可視化系統用於無塵室內監測及控制微粒污染

為了解決logitech軟件的問題，作者胡士嘉 這樣論述：

在潔淨室系統領域，需要具有高標準的清潔和環境控制已經產生了新設備，其可以解決顆粒過濾中的不同監測問題。為了進行這項研究，我們的目標是粒子的光散射，粒子的光散射是塵埃，行星塵埃和血細胞等小顆粒引起諸如彩虹和天空顏色等光學現象的過程。下面提出的系統是基於新技術開發的，例如相機傳感器的發展，使用光束激光來可視化粒子，以及編程算法與自由平台之間的聯繫。我們使用綠色光束激光器（Ld Pumped All-Solid-State Green Laser）對其進行了修改，以控制其光圈和光滑角度，光線被確定為波長λ在0.4之間的可見電磁輻射（紫色）和0.7μm（紅色），可見光區域的中心是綠光，波長約為0.5

μm，這是我們將要處理的範圍，此外還製造了幾個支架設計來創建適用於光束激光器的固定鏡頭。另外，為了識別激光的實際波長，我們進行了頻閃測量測試，從而可以濾除噪聲波長;選擇中心點為0.532μm的帶通濾波器來澄清圖像。我們展示了在測試三種不同類型的相機後，使用高靈敏度相機執行粒子圖像可視化系統的可行性，每種相機都有一個特殊功能。佳能EOS 650D具有高分辨率的遠距離照片，羅技ConferenceCam CC3000e USB攝像頭用於測試程序和攝影傳感器之間的通信。一款高速相機，如Lumenera的Lt225 2.2百萬像素高速CMOS相機。為了弄清楚每個攝像機的優缺點，在外部光線照射被去除的受

控環境中進行了嚴格的測試，我們使用了透明的FOUP（Front Opening Unified Pod），白色大理石粉塵樣本引入（氣相二氧化矽）以觀察其在顆粒中的分散。因此，參照激光的作用線，以不同的入射角（例如對激光）和60度拍攝照片。此外，在外徑環境中進行其他測試，其中拍攝來自人體的顆粒的照片。在這裡，當執行不同的測試時，為了創建有效的粒子圖像可視化系統而要考慮的參數是使用高靈敏度的相機，例如具有高百分比的光譜響應的Hamamatsu Orca Flash相機，其控制每秒的分辨率和幀數，它是粒子圖像可視化最強大的工具。使用直徑尺寸為12μm的氣相二氧化矽顆粒進行測試，因此通過Visual

Studio和Matlab中編程的軟件處理信息。在這種情況下使用OpenCV庫進行圖像處理EmguCV。圖像處理的基本原理是每個像素的讀取（每個像素的強度），並且在處理黑白圖像的情況下，每個像素接收0到255的值，其中0是黑色的值，255是白色。程序算法響應這些值並將高強度值與低強度值分開。綠色將成為一個重要的價值，通過數學過濾器;將生成更清晰的粒子所在位置的圖像。另外一種方式，這項研究包括在Matlab中應用圖像算法來顯示空氣中的粒子，換句話說，我們處理圖像就像一個矩陣，其中每個像素是一個有信息的矢量，這個信息是它的位置。圖像及其軌跡。此外，使用Ansys進行模擬以對比視頻和圖像處理的結果，

通過比較，我們可以準確地了解改善系統的主要點，如可視化速度和可視化測量範圍。