PCS納米粒度儀研究.pdf

1、納米顆粒由于具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)，因此在電、磁、力、光、熱等方面表現(xiàn)出異常的特性，使其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。納米顆粒的這些特性與顆粒的粒度分布參數(shù)密切相關(guān)，因而納米顆粒測(cè)量具有重要的意義。光子相關(guān)光譜法是納米顆粒粒度測(cè)量的主要方法，其測(cè)量原理是建立在顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)之上。本文研究了基于光子相關(guān)光譜理論的納米粒度儀，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　一、基于光子相關(guān)光譜法理論的研究與分析，提出了PCS納

2、米粒度儀的系統(tǒng)構(gòu)成方案。
　　二、針對(duì)散射光強(qiáng)極其微弱的特點(diǎn)，采用單光子計(jì)數(shù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了光子計(jì)數(shù)器。光子計(jì)數(shù)器包括PMT、放大器、甄別器和脈沖計(jì)數(shù)器。
　　三、針對(duì)線性光子相關(guān)器動(dòng)態(tài)范圍與相關(guān)函數(shù)曲線分辨率相互矛盾的不足，在分析指數(shù)光子相關(guān)器工作原理的基礎(chǔ)上，采用FPGA+DSP實(shí)現(xiàn)指數(shù)光子相關(guān)器。FPGA完成高速脈沖計(jì)數(shù)和線性相關(guān)通道部分的運(yùn)算，DSP完成指數(shù)相關(guān)通道部分的運(yùn)算。
　　四、基于對(duì)納米粒度儀結(jié)構(gòu)參數(shù)的分

3、析，完成了整個(gè)儀器的研制。主要工作包括激光器選擇、光路的設(shè)計(jì)以及機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
　　五、對(duì)顆粒粒度分布反演算法進(jìn)行了研究。針對(duì)Tikhonov正則化算法中存在負(fù)數(shù)解的不足，在研制的PCS納米粒度儀中采用了約束Tikhonov正則化算法。反演結(jié)果表明，約束 Tikhonov正則化算法的反演峰值明顯優(yōu)于無(wú)約束 Tikhonov算法的反演峰值。
　　六、利用研制的PCS納米粒度儀分別對(duì)60、100、200、300、450nm五種