基于Mie散射的微粒濃度和粒度測試的理論與實驗研究.pdf

1、微粒測試是一項涉及多學(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)、食品等多個工業(yè)領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用。 微粒濃度、粒度檢測的原理很多，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： 本文第二章通過分析微粒與光相互作用時所表現(xiàn)的典型特性，比較了常用和典型的測試技術(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)一步計算奠定基礎(chǔ)。通過散射光強(qiáng)的測定而要想獲得微粒粒度必須有微粒散射的理論依據(jù)，即通過實驗數(shù)據(jù)與理論計算結(jié)果和散射圖形進(jìn)行分析比較；為此第四章根據(jù)Mie散射理論的兩個強(qiáng)度分

3、布函數(shù)，計算了微粒散射系數(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量微粒濃度的方法和測量理論依據(jù)，應(yīng)用光纖傳感器及自制的模擬煙囪進(jìn)行了實驗室測試，實驗結(jié)果表明微粒粒度小于10微米，在一定濃度范圍測試的技術(shù)手段、方法是可行的。第六章給出了微粒粒度測試的技術(shù)方案及散射系數(shù)與粒度的計算曲線與擬采用的標(biāo)定方案；微粒粒度的實驗室測試數(shù)據(jù)以及首次提出以斜率標(biāo)定粒度的方法，將在某大型國有企業(yè)的現(xiàn)場實驗及測試。 論文的創(chuàng)新性如下

4、： 1理論上分析計算了微粒散射光強(qiáng)與粒度的關(guān)系，確定了實驗技術(shù)方案，設(shè)計了測試系統(tǒng)，實驗結(jié)果證實了理論計算的正確性，并首次提出以前向散射光強(qiáng)與微粒濃度線性關(guān)系的斜率來標(biāo)定粒度。 2設(shè)計了在實際煙道中測試的技術(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)理論計算及模擬，確定了后向散射對微粒濃度測試方案，實驗結(jié)果驗證了理論計算的正確性和實踐應(yīng)用的可行性。 4全面研究了Mie散射