单粒子光散射法测量悬浮颗粒物质量浓度的理论模型及应用

发布时间：2021-10-11 15:08

　　单粒子光散射法因具有测量速度快、精度高、重复性好及适用于在线非接触测量等优点而在颗粒测量领域得到了广泛应用。本文结合实验,对单粒子光散射法测量悬浮颗粒物质量浓度的理论进行了深入研究,取得的主要成果如下:提出了与光散射信号计数通道对应的颗粒平均质量、等效球形颗粒数、单粒子光学等效直径概念,这些概念揭示了颗粒物散射光信号幅度分布与质量之间的内在规律,从而建立了悬浮颗粒物质量浓度的理论模型,为应用粒子计数器测量的颗粒物电压脉冲信号幅度分布反演质量浓度提供了理论基础。结合单粒子光散射法悬浮颗粒物质量浓度的理论模型,进一步深入研究颗粒物散射光信号幅度分布与颗粒物形貌之间的关系,并考虑颗粒物的分形特征,提出了光散射等效截面分形维数的概念,给出了光散射信号计数通道中的颗粒平均质量与对应通道的电压信号幅度之间的关系,发现单粒子光散射法测量悬浮颗粒物质量浓度算法有两个待标定的特征参数:灵敏度系数k和光散射等效截面分形维数α。本文从理论和实验两个方面对悬浮颗粒物质量浓度反演算法中特征参数的标定方法进行了深入研究。分析了颗粒物质量浓度反演精度与小样本颗粒物的光散射等效截面分形维数α₁之... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：103 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

刀射线吸收法测量装置示意图

散射法测量悬浮颗粒物的质量浓度射法因具有测量速度快、精度高、重复性好及适用于在线非接触测量广泛应用。利用光散射原理测量颗粒物质量浓度的方法主要有两类散射法;另一类是单粒子光散射法。粒群光散射法群光散射法测量颗粒物质量浓度的基本原理是:在颗粒性质一定的散射光强度与其质量(或体积)浓度成正比，通过同时测量多个颗处的散射光强信号来反演颗粒物的质量浓度川1。颗粒群光散射法测了广泛应用，国外出现了许多商业化产品，参见表1.4。国在这方面起步较晚，直至1998年，北京市新技术应用研究所从D一1袖珍式激光粉尘仪及标定设备，并于98年底研制出可以预置K量浓度的P一SL:型便携式微电脑粉尘仪，以满足不同使用者的要求，别是在铁路建部门使用较为普遍[44，451。

别仅在于它们测量的是颗粒的不同尺寸特征[s0]。本文采用的是光散射法测量悬浮颗粒物的质量浓度，因而采用了上述的体积等效直径和光学等效直径来表征颗粒粒径。如图2.1所示，若不规则颗粒的体积为V，密度为p。，将不规则颗粒与体积相等、密度相同的球形颗粒等效，并将该球形颗粒直径定义为非球形颗粒的体积等效直径D。，表达式如2，1，值得注意的是尽管这两个颗粒的体积相等，但是一般情况下它们的散射光通量(散射光通量的定义见3.2.2节)并不相等。 (2.1)公令”积相补脚一D

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3430752