激光粒度仪粒度测试散射光强分布光电探测器反演算法硕士论文.doc

基于米氏散射理论的粒度测试算法研究精密仪器及机械， 2011， 硕士【摘要】 基于米氏散射理论的激光粒度分析仪由颗粒的散射光强分布来反演颗粒粒度分布,在理论上归结为第一类Fredholm积分方程的求解,由于这是一个典型的不适定问题,粒度反演算法成为激光粒度仪的核心研究内容和热点。因此开展这方面的研究显得十分必要和迫切。本文的研究内容集中在基于米氏散射理论的粒度测试反演算法方面。利用VisualC+6.0软件,结合实验室试验平台,主要完成的工作如下：1)在米氏散射理论和激光粒度仪工作原理的基础上,建立了单个颗粒及颗粒系的光散射模型,进行了理论推导,并以Visual C+6.0为平台编写程序进行了模拟验证,包括米氏散射光强大小及分布规律模拟、不同粒径颗粒散射光的角分布规律模拟等。根据不同粒径范围颗粒系的散射光强角分布规律,设计了相应环形光电探测器的尺寸参数,对其颗粒系的散射光强进行仿真探测。2)研究了典型的非独立模式和独立模式反演算法,总结了非独立模式和独立模式反演算法各自的特点。仿真研究发现：非独立模式反演算法计算简单,但需要事先假设颗粒的粒度分布满足某个特定函数,这在很大程度上限制了其应用。独立模式迭代反演算法理论上可以获得任意颗粒系的粒度分布,但对噪声极其.更多还原【Abstract】 The laser particle size analyzer based on Mie scattering theory performs inversion of particle size distribution from scattered light intensity distribution of particles and resolved into the solution of Fredholm integral equation of the first kind. Since this is a typical ill-posed problem, particle size inverse algorithm becomes the key research content and hot spot of laser particle size analyzer. Thus it seems to be rather necessary and urgent to carry out this research.The research content .更多还原 【关键词】 激光粒度仪； 粒度测试； 散射光强分布； 光电探测器； 反演算法； 【Key words】 laser particle size analyzer； particle size test； scattered light intensity distribution； photodetector； inverse algorithm； 【索购全文】Q联系Q：138113721 Q联系Q: 139938848付费即发目录摘要 3-5 Abstract 5-6 1 绪论 9-17 1.1 粒度测试概述 9-12 1.1.1 研究粒度测试的重要意义 9 1.1.2 粒度测试技术的发展及常用方法简介 9-12 1.2 颗粒粒度计量方法简介 12-14 1.2.1 颗粒粒度的概念 12-13 1.2.2 粒度分布 13-14 1.3 本文的主要研究内容 14-17 2 光散射法测量颗粒粒度分布的基本原理 17-28 2.1 光散射概述 17-18 2.1.1 不相关散射与相关散射 17 2.1.2 单散射与复散射 17-18 2.2 颗粒的光散射理论 18-21 2.2.1 米氏散射理论 18-20 2.2.2 瑞利散射 20-21 2.2.3 夫朗和费衍射理论 21 2.3 米氏散射理论的数值计算 21-23 2.3.1 米氏散射系数的计算 21-23 2.3.2 散射角函数的计算 23 2.4 激光粒度仪的基本工作原理 23-27 2.4.1 仪器的基本结构及性能特点 23-25 2.4.2 米氏散射在激光粒度仪中的应用求解 25-27 2.5 本章小结 27-28 3 颗粒的散射光能分布仿真与探测 28-39 3.1 颗粒的散射光能分布仿真 28-32 3.1.1 单个颗粒散射光强的空间角分布 28-30 3.1.2 多分散颗粒系统的散射光能前向角分布 30-32 3.2 环形光电探测器的设计与光能探测仿真 32-37 3.2.1 环形探测器的设计 32-35 3.2.2 光能探测仿真 35-37 3.2.3 满足0.1-100m颗粒探测的环设计 37 3.3 本章小结 37-39 4 粒度测试反演算法研究 39-47 4.1 反问题的典型特性 39 4.2 非独立模式反演算法 39-41 4.2.1 满足Rosin-Rammler单峰分布函数的反演 40 4.2.2 满足Rosin-Rammler多峰分布函数的反演 40-41 4.3 独立模式反演算法 41-43 4.3.1 Projection迭代反演算法 42 4.3.2 Chahine迭代反演算法 42-43 4.3.3 最小均方算法 43 4.4 测量误差分析与平滑算法的引入 43-46 4.4.1 激光粒度测量的误差分析 43-44 4.4.2 测试数据的平滑预处理 44-46 4.5 本章小结 46-47 5 粒度测试实验研究及结果分析 47-56 5.1 实验装置 47 5.2 仿真实验与结果分析 47-54 5.2.1 非独立模式的R-R算法反演 48-50 5.2.2 独立模式Projection算法的反演 50-51 5.2.3 独立模式Chah