基于米氏散射理論的粒度測試算法研究.pdf

1、基于米氏散射理論的激光粒度分析儀由顆粒的散射光強(qiáng)分布來反演顆粒粒度分布，在理論上歸結(jié)為第一類Fredholm積分方程的求解，由于這是一個典型的不適定問題，粒度反演算法成為激光粒度儀的核心研究內(nèi)容和熱點(diǎn)。因此開展這方面的研究顯得十分必要和迫切。本文的研究內(nèi)容集中在基于米氏散射理論的粒度測試反演算法方面。利用VisualC++6.0軟件，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)平臺，主要完成的工作如下：
　　 ⑴在米氏散射理論和激光粒度儀工作原理的基礎(chǔ)上，建

2、立了單個顆粒及顆粒系的光散射模型，進(jìn)行了理論推導(dǎo)，并以Visual C++6.0為平臺編寫程序進(jìn)行了模擬驗(yàn)證，包括米氏散射光強(qiáng)大小及分布規(guī)律模擬、不同粒徑顆粒散射光的角分布規(guī)律模擬等。根據(jù)不同粒徑范圍顆粒系的散射光強(qiáng)角分布規(guī)律，設(shè)計(jì)了相應(yīng)環(huán)形光電探測器的尺寸參數(shù)，對其顆粒系的散射光強(qiáng)進(jìn)行仿真探測。
　　 ⑵研究了典型的非獨(dú)立模式和獨(dú)立模式反演算法，總結(jié)了非獨(dú)立模式和獨(dú)立模式反演算法各自的特點(diǎn)。仿真研究發(fā)現(xiàn)：非獨(dú)立模式反演算法計(jì)算

3、簡單，但需要事先假設(shè)顆粒的粒度分布滿足某個特定函數(shù)，這在很大程度上限制了其應(yīng)用。獨(dú)立模式迭代反演算法理論上可以獲得任意顆粒系的粒度分布，但對噪聲極其敏感，易于造成粒度測量結(jié)果失真。
　　 ⑶在光能列向量上引入隨機(jī)噪聲模擬實(shí)測時(shí)的光能分布，針對獨(dú)立模式算法對噪聲極其敏感，易于造成粒度測量結(jié)果失真的問題，進(jìn)行了深入研究，論述了光能分布的復(fù)雜性以及實(shí)際測量中從光能上去噪的不易操作性，引入數(shù)據(jù)平滑算法，對反演結(jié)果進(jìn)行平滑處理，有效消除了

4、誤差影響，提高了粒度測量的精度及其可靠性。
　　 ⑷在現(xiàn)有試驗(yàn)平臺上，對標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行大量測試，結(jié)合仿真研究，分析試驗(yàn)系統(tǒng)的誤差因素，對實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提出改進(jìn)方案和要求。
　　 ⑸完成了基于米氏散射理論的激光粒度測試系統(tǒng)的理論分析和實(shí)驗(yàn)探究。說明其理論模型是可行的，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究和結(jié)果是可靠的。解決了粒度測試反演算法實(shí)際應(yīng)用受噪聲影響使測量失真的問題，滿足了現(xiàn)代粉體工業(yè)粒度測量精度高、可靠穩(wěn)定的要求。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)平滑處理，誤差分