基于Mie散射的微粒濃度和粒度測(cè)試的理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、微粒測(cè)試是一項(xiàng)涉及多學(xué)科、多領(lǐng)域的技術(shù)。由于自然界多數(shù)固體物質(zhì)都是以微粒的形式存在：天然物質(zhì)如土壤、泥沙、大氣粉塵、谷物面粉、蔗糖等；人工物料如煤粉、催化劑、水泥、化肥、顏料、藥品等，故與微粒測(cè)試和應(yīng)用有關(guān)的技術(shù)在環(huán)保、石化、醫(yī)藥、化工、煤炭、海洋、水利、冶金、建材、地質(zhì)、食品等多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用。 微粒濃度、粒度檢測(cè)的原理很多，采用光學(xué)方法是利用微粒與光的相互作用時(shí)所表現(xiàn)的現(xiàn)象和特性，手段眾多，各種手段中應(yīng)用了不同

2、的測(cè)試原理和光學(xué)系統(tǒng)。 論文的主要工作如下： 本文第二章通過(guò)分析微粒與光相互作用時(shí)所表現(xiàn)的典型特性，比較了常用和典型的測(cè)試技術(shù)手段及方法，介紹了基于Mie散射理論的激光微粒測(cè)試方法。第三章中總結(jié)、闡述了Mie散射理論中所提出的物理概念、公式及意義，為進(jìn)一步計(jì)算奠定基礎(chǔ)。通過(guò)散射光強(qiáng)的測(cè)定而要想獲得微粒粒度必須有微粒散射的理論依據(jù)，即通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論計(jì)算結(jié)果和散射圖形進(jìn)行分析比較；為此第四章根據(jù)Mie散射理論的兩個(gè)強(qiáng)度分

3、布函數(shù)，計(jì)算了微粒散射系數(shù)，描繪了微粒的散射圖像。本文第五章討論了以激光后向散射測(cè)量微粒濃度的方法和測(cè)量理論依據(jù)，應(yīng)用光纖傳感器及自制的模擬煙囪進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明微粒粒度小于10微米，在一定濃度范圍測(cè)試的技術(shù)手段、方法是可行的。第六章給出了微粒粒度測(cè)試的技術(shù)方案及散射系數(shù)與粒度的計(jì)算曲線與擬采用的標(biāo)定方案；微粒粒度的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試數(shù)據(jù)以及首次提出以斜率標(biāo)定粒度的方法，將在某大型國(guó)有企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)及測(cè)試。 論文的創(chuàng)新性如下

4、： 1理論上分析計(jì)算了微粒散射光強(qiáng)與粒度的關(guān)系，確定了實(shí)驗(yàn)技術(shù)方案，設(shè)計(jì)了測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了理論計(jì)算的正確性，并首次提出以前向散射光強(qiáng)與微粒濃度線性關(guān)系的斜率來(lái)標(biāo)定粒度。 2設(shè)計(jì)了在實(shí)際煙道中測(cè)試的技術(shù)方案，采用角隅棱鏡增大光程、降低了接收器的瞄準(zhǔn)困難。 3采用光纖傳感器，根據(jù)理論計(jì)算及模擬，確定了后向散射對(duì)微粒濃度測(cè)試方案，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論計(jì)算的正確性和實(shí)踐應(yīng)用的可行性。 4全面研究了Mie散射