基于激光散射的超细颗粒粒度分布测定仿真

发布时间：2021-11-02 05:02

　　当今社会环境污染问题愈加严重,严重影响了人们的生产生活。超细颗粒污染作为环境污染中一大类,其防治难度较高,易引发哮喘、支气管炎、肺气肿等重大疾病。在此背景下,对超细颗粒粒度分布情况进行有效测定是防治其污染中的重要环节。以往细颗粒粒度分布测定主要采用筛分法、显微镜法以及沉降法等,但这三种方法测定精度不高,影响了后续防治工作效率。针对上述情况,提出一种基于激光散射的超细颗粒粒度分布测定方法。方法首先利用滤波-准制扩束系统、样本循环系统以及环形光电探测器采集超细颗粒的散射谱空间分布信号,然后对其进行放大、转换以及去噪处理,最后利用Projection算法进行反演,实现超细颗粒样的粒度分布测定。结果表明:利用激光散射法测定超细颗粒粒度分布,拟合优度为0.98,比筛分法、显微镜法以及沉降法的拟合优度分别提高0.24、0.06、0.15,由此可见激光散射方法的测定精度更高。 

【文章来源】：计算机仿真. 2020,37(12)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

光散射分布示意图

激光散射技术就是利用这种现象进行超细颗粒粒度分布测定,其基本思路如图2所示。首先利用激光器发射激光,激光束经过显微物镜、针孔以及准直镜之后,成为25mm平行光束,照到样品池内的颗粒上,发生散射作用,接着散射光通过傅立叶透镜后,聚集在位于透镜焦平面的环形光电探测器内上,根据散射理论,散射光的传播方向为会与主光束传播方向构成一个夹角,该夹角越大,超细颗粒的粒度越小,反之则越大。这样通过测量不同角度上的散射光强度,然后进行反演,就可以得到的样品的粒度分布[5]。

滤波-准制扩束系统的作用是将激光器发出的较细红外光束转化为一束光斑大小合适、光强均匀的平行光束,以此作为样本循环系统的入射光,其基本组成如图3所示。从图3中可以看出,滤波-准制扩束系统主要由激光器、显微物镜(扩束镜)、针孔、准直镜组成[6]。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3471390