基于人工蜂群算法的多峰颗粒粒度分布反演
发布时间：2021-08-05 23:21
使用人工蜂群算法实现对基于Mie散射理论的小角前向散射法的颗粒系粒径多峰分布的反演,并进行仿真和实验.对服从正态分布、Rosin-Rammler分布、Johnson’s SB分布函数的均匀球形颗粒系进行仿真.分别模拟了单峰、双峰和三峰分布的颗粒群,人工蜂群算法均能较好地实现颗粒粒径的反演.在单峰分布时,颗粒重量频率分布曲线的相对均方根误差低至3.53×10-8.与独立模式Philip-TwomeyNNLS算法和Chahine算法相比,人工蜂群算法的仿真反演精度更高,其双峰宽分布的颗粒重量频率分布曲线的相对均方根误差分别由3.38%和2.70%降至1.53%,且随着峰数增多、分布曲线宽度变窄和噪声增加,Philip-Twomey-NNLS算法和Chahine算法的误差分别增加至44.99%和24.36%,而人工蜂群算法的误差为18.22%.搭建小角前向散射法颗粒测量系统,分别采集国家标准颗粒35μm单一颗粒群和30μm、51μm混合颗粒群的散射图像进行实验研究,均得到较高精度的反演结果,与PhilipTwomey-NNLS算法相比,其特征粒径的相对误差可降低50%左右,特征参数的相对误差...
【文章来源】：光子学报. 2020,49(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
三峰分布函数反演结果
图6 三峰分布函数反演结果从图中可以看出，符合三峰分布的颗粒粒径分布反演误差主要体现在粒径分布曲线的宽度特征参数σ中，而峰值即特征粒径M与理论值基本吻合.且在三峰分布中，由于粒径较小的颗粒产生的散射光能主要分布在靠近外环的位置，粒径较大的颗粒产生的散射光能主要分布在靠近内环的位置[18]，而中间粒径的颗粒散射光能由于同时受到了内环和外环两侧的干扰，造成了中间峰的误差最大.
选取国家标准乳胶颗粒作为被测样本，蒸馏水作为分散剂，则乳胶颗粒的相对折射率m=(1.596～0.1i）/1.33.光源为632.8 nm的HE-NE激光器，激光经过衰减片和扩束准直镜获得平行且强度均匀的光束照射在颗粒样本上，产生散射光.用CCD相机代替光电探测器采集信号，焦距为25 mm，像素为1 024×1 280.实验平台如图7所示.3.2 单峰分布实验反演
【参考文献】：
期刊论文
[1]无水醋酸钠结晶过程中析晶温度和颗粒粒径在线测量[J]. 贾楠,田昌,苏明旭. 化工学报. 2019(12)
[2]基于角度散射法的气溶胶粒子粒径分布反演研究[J]. 贺振宗,伍祥瑞,王昊,毛军逵,韩省思. 工程热物理学报. 2018(11)
[3]Simultaneous estimation of aerosol optical constants and size distribution from angular light-scattering measurement signals[J]. 贺振宗,梁栋,毛军逵,韩省思. Chinese Physics B. 2018(05)
[4]改进蜂群算法及其在面波频散曲线反演中的应用[J]. 于东凯,宋先海,江东威,张学强,赵素涛,赵培强,蔡伟,袁士川. 地球物理学报. 2018(04)
[5]Hybrid artificial bee colony algorithm with variable neighborhood search and memory mechanism[J]. FAN Chengli,FU Qiang,LONG Guangzheng,XING Qinghua. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2018(02)
[6]基于混合人工蜂群与泛化模式搜索算法的颗粒粒径分布重建[J]. 赵延军,冯国旗,陈磊,黄晓飞,曲毅,张丹. 煤矿安全. 2016(10)
[7]基于多维贪婪搜索的人工蜂群算法[J]. 张素琪,滕建辅,顾军华. 计算机工程. 2014(11)
[8]粒度分析及粒度标准物质研究进展[J]. 邵鸿飞,柴娟,黄辉. 化学分析计量. 2012(02)
硕士论文
[1]基于光散射的颗粒粒度检测技术研究[D]. 徐良.中国计量大学 2019
[2]基于静态光散射的颗粒粒度检测技术的研究[D]. 曹丽霞.中国计量学院 2015
[3]反演算法在光全散射法测量颗粒粒径分布中的应用[D]. 刘延龙.哈尔滨理工大学 2013
本文编号：3324626
【文章来源】：光子学报. 2020,49(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
三峰分布函数反演结果
图6 三峰分布函数反演结果从图中可以看出，符合三峰分布的颗粒粒径分布反演误差主要体现在粒径分布曲线的宽度特征参数σ中，而峰值即特征粒径M与理论值基本吻合.且在三峰分布中，由于粒径较小的颗粒产生的散射光能主要分布在靠近外环的位置，粒径较大的颗粒产生的散射光能主要分布在靠近内环的位置[18]，而中间粒径的颗粒散射光能由于同时受到了内环和外环两侧的干扰，造成了中间峰的误差最大.
选取国家标准乳胶颗粒作为被测样本，蒸馏水作为分散剂，则乳胶颗粒的相对折射率m=(1.596～0.1i）/1.33.光源为632.8 nm的HE-NE激光器，激光经过衰减片和扩束准直镜获得平行且强度均匀的光束照射在颗粒样本上，产生散射光.用CCD相机代替光电探测器采集信号，焦距为25 mm，像素为1 024×1 280.实验平台如图7所示.3.2 单峰分布实验反演
【参考文献】：
期刊论文
[1]无水醋酸钠结晶过程中析晶温度和颗粒粒径在线测量[J]. 贾楠,田昌,苏明旭. 化工学报. 2019(12)
[2]基于角度散射法的气溶胶粒子粒径分布反演研究[J]. 贺振宗,伍祥瑞,王昊,毛军逵,韩省思. 工程热物理学报. 2018(11)
[3]Simultaneous estimation of aerosol optical constants and size distribution from angular light-scattering measurement signals[J]. 贺振宗,梁栋,毛军逵,韩省思. Chinese Physics B. 2018(05)
[4]改进蜂群算法及其在面波频散曲线反演中的应用[J]. 于东凯,宋先海,江东威,张学强,赵素涛,赵培强,蔡伟,袁士川. 地球物理学报. 2018(04)
[5]Hybrid artificial bee colony algorithm with variable neighborhood search and memory mechanism[J]. FAN Chengli,FU Qiang,LONG Guangzheng,XING Qinghua. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2018(02)
[6]基于混合人工蜂群与泛化模式搜索算法的颗粒粒径分布重建[J]. 赵延军,冯国旗,陈磊,黄晓飞,曲毅,张丹. 煤矿安全. 2016(10)
[7]基于多维贪婪搜索的人工蜂群算法[J]. 张素琪,滕建辅,顾军华. 计算机工程. 2014(11)
[8]粒度分析及粒度标准物质研究进展[J]. 邵鸿飞,柴娟,黄辉. 化学分析计量. 2012(02)
硕士论文
[1]基于光散射的颗粒粒度检测技术研究[D]. 徐良.中国计量大学 2019
[2]基于静态光散射的颗粒粒度检测技术的研究[D]. 曹丽霞.中国计量学院 2015
[3]反演算法在光全散射法测量颗粒粒径分布中的应用[D]. 刘延龙.哈尔滨理工大学 2013
本文编号：3324626
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wulilw/3324626.html
