激光角散射诊断气固两相流粒度及浓度的研究

根据Mie散射理论,论述了气固两相流颗粒相粒度分布和平均浓度测量的基本原理和试验方法,利用氧化铝粉末气固两相自由射流试验台,进行了一系列实际测量。     

气固两相自由射流中颗粒相粒度、浓度和速度测量装置

为对喷嘴出口内径为42mm的气固两相自由射流进行实时测量,研制成一台颗粒粒度、浓度和速度的测量装置。论述了根据Mie散射理论的渡越时间测量技术进行颗粒粒度和平均速度测量的基本原理,对粒径范围在10～105μm氧化铝粉末进行了一系列试验,所得结果进行了分析讨论。     

动态光散射颗粒测量区的大小对测量结果的影响

本文采用100nm标准颗粒与过滤的蒸馏水制作不同体积分数的溶液作为测量颗粒样品,对不同测量区大小下测得的颗粒粒径的平均值和方差进行了比较。实验结果表明,当溶液浓度较低时,测量区过小会导致测量值的方差过大;当溶液浓度较高时,测量区过大会导致测量值偏小。     

多角度动态光散射粒度分布递归非负Phillips-Twomey算法

多角度动态光散射(MDLS)技术具有响应速度快、非接触式测量等优势,相较于单一散射角度测量技术,MDLS能获取更多的反映颗粒特征的散射光信息,可提供更准确的颗粒粒度分布(PSD),而合适的颗粒粒度反演算法能进一步提高MDLS方法的测量准确性。在Phillips-Twomey(PT)算法基础上,提出采用MR-L曲线法确定正则化参数,递归算法求取权重系数并添加非负约束的递归非负Phillips-Twomey(RNNPT)算法,通过准确确定权重系数改善MDLS颗粒粒度分布反演算法的准确性。采用RNNPT算法,在光强相关函数测量噪声为0.01%~1%,对两种单峰模拟分布以及一种双峰模拟分布颗粒体系进行了粒度反演,可知在噪声水平低于0.1%的情况下反演结果均较为理想。将RNNPT算法与递归Phillips-Twomey(RPT)算法和现有的递归Tikhonov(RT)算法进行比较,计算结果表明,RNNPT算法获得的权重系数比误差最小,反演获得的粒度分布与理论值最为接近。     

光散射粒度测量中Mie理论的高精度算法

本文在以往计算Ｍｉｅ散射计算的基础上提出一种新的算法。本算法区别于传统的递推算法,精度高、计算范围广。文中推导了该算法的公式,分析了递推公式的不稳定性和应用上的局限性,并指出了本算法的优势。最后给出了部分计算结果并与已发布数据进行了比较。本算法适用的颗粒当量直径为１ｅ５￣１ｅ＋５,折射率虚部０￣１ｅ＋５。     

基于光散射法的烟尘发生及浓度测量系统设计

目前烟尘浓度测量仪广泛应用在环境监测系统中,但是在实验阶段,烟尘采样部分不易取到烟尘、实际工况中烟道中的浓度不能随实验的需求调节。针对此问题,设计了一种定量浓度烟尘发生装置,该装置使用微量进料器与多种元器件、仪器仪表搭成烟尘发生装置,实现了定量浓度烟尘的发生,通过上位机进行实时监控。并在Mie散射的基础上,基于光散射法设计搭建实验装置,将前向和后向散射法相结合,利用CCD采集光信号,较准确地实现了实时测量颗粒物浓度。     

激光粒度测量中大角散射产生误差分析及修正

大多数散射式激光粒度仪采用样品池后置式的光路结构,依据傅里叶光学原理确定同心圆环光电探测器上每一圆环接收的散射光角范围,分析了在大角散射的情况下,这种确定散射光角范围的方法产生误差的原因、误差的大小及对粒度分析的影响。给出了正确计算散射光角范围的公式。     

库莫洛光学测量颗粒浓度方法的研究

在光学方法测量颗粒浓度时,测量的精度受颗粒粒径和颗粒颜色等因素的影响。为解决这一问题,现将颗粒的浓度、粒径和颜色三个相关联的量统一在一起进行研究,建立包含这三个属性的浑匀液体库莫洛消光散射方程。根据库莫洛前向散射消光方程可以求出受粒径影响的颗粒浓度;给出散射消光系数、吸收消光系数及有效光密度的表达式;解决Beer消光定律在实际应用中受粒径变化、颗粒浓度超限的影响。最后,用较完整的实验证明库莫洛消光散射理论是正确的。     

光全散射法在城市扬尘在线监测系统中的应用

研究了光全散射法在大范围空间颗粒物浓度监测中的应用及实现。借助于结构设计和调制解调技术去除环境中背景光对光电转换的影响,为避免光源光强的波动对系统稳定性的干扰,采取光强反馈措施进行补偿。应用多波长消光法,结合Lamber-Beer定律和Mie散射理论,实现开放空间颗粒物浓度值的测量。将系统的计算结果和标准仪器进行实时对比,二者的Pearson相关系数为0.988 9,数据有较好的一致性,系统量程可达0~400 mg/m3,响应时间为1 min。为大范围空间颗粒物质量浓度的监测提供了一种快速、实时的手段。     

基于嵌入式系统的在线激光粒度测量

随着相关产业技术的发展,对粒度测量提出了新的要求与挑战。目前,国内的粉体企业在测量粒度大小方面运用的是全进口设备,国产粒度测量系统的开发仍处于不断完善与探索阶段。在此种情况下,通过对现有设备的完善与改造,使得目前的粉体工业企业拥有一套测量精准的系统对粉体粒度进行测量,从而达到国家相关行业的标准要求。基于嵌入式系统,通过在线激光技术,利用相关函数对粉体粒度进行筛选与模拟,从而通过对光电数据的整体得出相关粉体粒度的大小。     

尘埃粒子的半导体激光散射测量

以半导体激光为光源 ,建立了一个可以实时测量空气中尘埃粒子的尺寸与颗粒数浓度的光学系统。根据Mie散射理论 ,计算了该光学系统的光散射响应特性。实验结果表明 ,该系统具有高的计数准确度、计数效率和计数重复性 ,适用于洁净度检测和环境空气中尘埃粒子的粒径分布测量。     

低强度激光准弹性光散射实验研究

建立了小型实用的低强度激光准弹性光散射实验装置，并侧重考虑了其光源、样品池和探测器的选择和设计。实验结果表明，用低功率的He—Ne管能够满足实验要求；设计的双层折射率样品匹配池能减少杂散光；用梯度折射率单模光纤代替针孔光阑能极大地提高散射光的收集、传输效率。分析得出，引起实验结果偏差的原因是基线测量的误差和样品中偶然的灰尘的影响。     

一种新的散射光能谱法测量颗粒粒径的方法

基于光散射原理，提出了一种新的测量颗粒粒径大小及分布的方法。与传统的光散射式激光测粒仪不同，本方法以白色光为光源，仅采集一个空间立体角内的散射光能信号，经反演算后求得被测颗粒的粒径及其分布。给出了这一方法的理论分析、数值模拟以及实验研究。     

烟雾浓度及粒径的激光探测实验研究

烟雾是火灾的前兆和伴随产物,是火灾过程中的重要物理现象。烟雾浓度和平均粒径是烟雾的两个重要特性参数,是早期火灾探测的基础。本文对激光与烟雾相互作用进行了具体分析,提出了一种基于激光消光法和角散射法,同时探测烟雾的浓度和平均粒径的方法。本方法可用来进行早期火灾的探测报警,能克服传统的光电感烟探测技术存在的缺点,大大提高火灾探测的可靠性和灵敏度。     

利用动态光散射研究包覆材质对纳米茄红素胶囊粒径的影响

利用微乳化技术与复合团聚法制备了单层、双层及多层包覆的纳米茄红素胶囊,并以动态光散射法先后测量分析了包覆材质对这些纳米胶囊的粒径大小及其分布的影响。研究结果表明,以碱处理动物胶单层包覆的纳米茄红素胶囊,其在pH为6.5的磷酸盐缓冲液中会出现比较严重的聚集现象;以碱处理动物胶与k-红藻胶双层包覆的纳米茄红素胶囊,其在pH为5.5的磷酸盐缓冲液中也会出聚集现象,但比单层包覆时要小很多;而多层包覆的纳米茄红素胶囊可在pH为5.5的磷酸盐缓冲液中具有良好的分散性,且没有出现聚集现象。     

侧向光散射式颗粒计数技术的研究

分析了一种光学颗粒计数器设计技术的理论和方法 ,并研制了一套用于颗粒计数的实验装置。经过实验验证 ,该装置能够对液体介质中的颗粒状杂质的数量和粒径进行检测。试验表明 ,该装置不仅能够测量大颗粒 ,而且还能够检测较小的颗粒。     

圆偏振光和线偏振光散射特性分析与比较

本文对圆偏振态和线偏振态两种光束在激射粒子场散射中的散射特性进行了对比和分析。散射粒子直径分别为：1．24μm、0．494μm、0．36μm、0．123μm、0．065μm。以粒子与水技不同比例混合液，作为散射粒子场．所得结果表明，散射光强度总是相对入射光束的偏振面呈对称分布；散射光强度对散射粒子大小敏感而与入射光偏振态无关；散射光中垂直偏振分量在两种光入射下存在完全不同的状态分布。     

细胞形体和胞质厚度变化对光散射法测量细胞大小分布的影响

针对真实细胞与细胞球形模型在实际光散射法检测中的差异，根据细胞的类别特征．建立了有核细胞的双椭球模型取代了细胞的球形模型；引入形体参数物理特征量和胞质厚度特征参数，以瑞利-德拜-甘斯（Rayleigh-Debye-Gans）理论为基础，系统讨论了形体变化和胞质厚度变化对细胞光散射幅值分布的动态影响；应用Matlab软件对其影响进行了数值计算，分别建立了细胞形体参数物理特征量和胞质厚度特征参数变化对细胞光散射幅值分布函数影响的线性数学关系和非线性数学关系．并由此关系提出了相关的修正方法．为有效地提升细胞分析的技术水平和提高细胞检测结果的准确性提供了理论依据。     

应用激光侧向散射测量粒径分布的理论研究

提出一种新型的颗粒测量方法，基于Ｍｉｅ散射理论，从另一独特的视角接收大角度的侧向散射光，并建立新的理论模型，可使测量下限扩展，技术要求有所改善。结合目前已经成熟的半导体激光和ＣＣＤ技术，运用此原理可使颗粒测量仪器向更轻便、灵敏发展