多波长消光法粒径测量方法研究

摘要

近年来，随着科学技术和新材料的不断发展，粒径测量已经成为测量领域一个重要的课题。若能有效地测量和控制颗粒粒径及其分布，对于提高产品质量，降低能源损耗，控制环境污染等，都具有十分重要的意义。在众多的颗粒测量方法中，消光法因其原理简单，对测量装置要求较低而得到广泛关注和应用，它是通过测量样品在多个波长下的消光谱实现颗粒系粒径分布的反演的，测量范围可以从微米至纳米级。
　　论文首先介绍了颗粒的几何特性和粒径测量方面的基础知识，分析了几种常用的粒径测量方法及其优缺点，重点介绍了光散射理论在粒径测量中的应用，推导了米散射相关参量和消光系数。
　　其次，研究了多波长消光法测量颗粒系粒径分布的方法。借助Philips-Tworney算法求解第一类Fredholm积分方程的方法对消光积分方程进行了求解；同时，研究了GCV准则的参数优化方法，确立了多波长消光谱反演颗粒粒径分布的算法，并在LabVIEW和MATLAB上混合编程，实现了对反演算法的仿真验证。
　　最后，搭建了实验硬件平台，利用LED光源，采用5个波长，对5000目硅微粉进行测量，根据测量的多波长消光谱反演得到了被测样品的粒径分布，并对实验结果进行分析。结果表明，该方法对测量单峰分布的颗粒系是可行的，粒径分布反演结果的峰值位置与被测颗粒的实际情况相符。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 选题的目的及意义

1.2 国内外研究现状与应用

1.3 论文主要研究内容

2 粒径测量方法

2.1 颗粒基本知识

2.2 常用粒径测量方法

2.3 粒径测量中的常见问题讨论

2.4 本章小结

3 消光法测量原理

3.1 概述

3.2 测量原理

3.3 测量装置

3.4 本章小结

4 粒径分布反演算法与仿真分析

4.1 算法模式

4.2 第一类Fredholm积分方程

4.3 粒径分布反演算法与仿真

4.4 本章小结

5 实验与结果分析

5.1 系统硬件设计

5.2 系统软件设计

5.3 系统实验与分析

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献