用光子相关光谱法测量多分散颗粒系的颗粒粒度分布

光子相关光谱 ( Photon Correlation Spectroscopy,简称 PCS)技术是测量亚微米及纳米颗粒粒度的有效方法 ,其测量原理始基于颗粒的布朗运动。设计完成了 PCS颗粒粒度测量装置 ,并进行多分散颗粒系的粒度分布测量 ,测量结果与样品标称值相吻合     

PCS颗粒测量技术中软件相关方法的研究

数字相关是PCS颗粒测量技术中的一个关键环节，自相关函数的估计质量直接影响颗粒测量的结果。自相关函数的估计可以通过硬件或软件方法得到。在软件数字相关方法中，利用相关计算时可以得到全部的采样数据这一与硬件相关所不同的特点，能去除采样数据中的均值，并在分析偏差的基础上，采用无偏估计，可有效地提高信噪比，从而获得更好的相关估计值。     

PCS纳米颗粒粒度测试装置的研究

介绍了光子相关谱技术（PCS）测量纳米颗粒粒度的基本原理和PCS纳米测量装置的基本组成。因为纳米颗粒散射光所呈现的光谱是由颗粒粒径决定的，所以在纳米颗粒粒度测量中，单一角度测量只能观测到样品的部分情况。为了充分保证检测样品的真实表征及提高信噪比，文中提出了一个将步进电机和光纤联合应用于纳米颗粒粒度测量的设计方案。采用这个方案可以准确和方便地在不同角度上进行纳米颗粒粒度测量，而且有效地提高了信噪比和减小了装置的体积。     

亚微米液体颗粒计数器的关键技术研究及应用

亚微米液体颗粒计数器是一种应用于半导体、电子等领域进行超纯水、超净液体的颗粒污染程度检测的主要仪器。基于光散射原理,采用半导体激光器作为光源,以雪崩光电二极管作为光电转换元件,以比较器实现颗粒物粒径的甄别,以计数芯片实现单个粒径颗粒的统计,以嵌入式芯片实现不同粒径颗粒的统计,开发了一种可实现检测液体中0.2μm粒径的不溶性颗粒计数器,并通过测试纯水、光刻胶等溶剂与进口检测仪器相比误差<1%,达到替代进口的目的,实现高端颗粒计数仪器的国产化。     

动态线偏振光散射纳米颗粒粒度测量法的研究与分析

多重散射是传统动态光散射法测量纳米颗粒溶液浓度上限受到限制的主要原因。为此文中提出了动态线偏振光散射纳米颗粒粒度测量法,通过改变颗粒入射光和散射光的偏振状态,降低颗粒间多重散射的影响。现利用Mie散射理论分析了入射光与散射光偏振状态之间的关系,并通过实验方法探知偏振光在散射介质中的传输特性,揭示了在动态光散射中使用垂直偏振光作为入射光的实验依据。最后对动态线偏振光散射颗粒测量法和传统光子相关光谱测量法进行了实验及分析,通过两种方法的比较,验证了上述理论的正确性。     

用动态光散射时间相干度法测量纳米颗粒粒径

针对传统动态光散射法测量纳米颗粒粒径算法复杂、速度慢、成本高等问题,提出了一种通过改变动态散射光信号时间相干度来测量纳米颗粒粒径的方法,并对其所采用的算法和测量系统进行研究.首先,介绍了动态光散射测量法的基本原理,并引出系统相干度的概念(包括时间相干因子和空间相干因子).接着,从光电探测器的统计特性出发,通过对光子计数...     

纳米体系粒度分布的X射线小角散射表征

本文简要介绍了国内外有关粒度分析标准的制定状况；重点描述了X射线小角散射法测定纳米粉末粒度分布的基本原理，数据处理方法和结果的实验验证；并对该分析方法的特点和若干相关问题进行了讨论。     

用动态光散射现代谱估计法测量纳米颗粒

为了解决目前动态光散射软件信号分析法采用的自相关和功率谱估计存在分辨率和方差较低,以及能谱泄漏问题,提出了基于现代功率谱估计的动态光散射信号分析法。对该系统所采用的现代功率谱估计算法和测量系统进行了研究。首先,介绍了动态光散射测量法涉及的光子相关光谱理论和散射光谱估计理论。接着,描述了基于现代功率谱估计的动态散射光谱法,特别是其中阶数p的计算方法。然后,介绍了测量系统,包括硬件部分的光学系统和信号采集处理系统,软件部分的系统开发流程。最后,对粒径分别为30、50、100nm的乳胶球标准颗粒溶液(透光率为96%)进行了实验。实验结果表明:现代谱估计分析法的测量均值误差和重复性误差的平均值分别为1.88%和1.62%,满足国标要求的均值误差和重复性误差2%。     

网络化在线颗粒测量仪软件的设计与实现

介绍网络化在线颗粒测量仪的软件设计与实现。着重说明了实时处理中的几个关键软件问题。     

PCS颗粒测量技术中数字相关器的研究

数字相关技术是纳米颗粒测量技术中的一个关键环节,自相关函数的估计质量直接影响颗粒测量结果.PCS理论较为复杂,数据运算量大,因此实现较为困难.文中介绍光子相关光谱法的基本原理,讨论数字相关器的内部结构,最后提出实现数字相关器的新方法,该方法计算精度较高,系统实现灵活,满足对光子相关光谱法中相关函数计算的高精度、实时性的要求.     

基于FFT的动态散射光谱密度测量技术研究

为了研究动态光散射纳米颗粒测量技术,提出了基于FFT的动态散射光AR模型功率谱密度测量法。首先采用FFT建立信号的AR功率谱密度模型,然后通过计算信号自相关矩阵的秩得到AR模型的阶数P,由于任何信号的自相关与其频域的功率谱密度是一个傅里叶变换对,因此,信号功率谱密度的衰减宽度等价于其自相关函数的衰减宽度,这样通过计算动态光散射信号的功率谱密度衰减宽度,进而得到待测颗粒的粒径,最后将此方法的实验结果与传统的光子相关光谱法实验所测得的数据进行了比较。结果表明：该技术具有误差小、重复性好的优势,有着很大的实用价值。     

虚拟仪器在颗粒显微图像测量中的应用

介绍实验室虚拟仪器工程平台Labview在颗粒显微测量中的具体应用。基于Labview的颗粒显微自动分析仪能给出颗粒的几何尺寸参数。     

动态光散射颗粒分布软测量

考虑传统动态光散射颗粒粒度分布测量用的反演算法复杂、精度不够、抗噪能力差,本文基于大数据思想,提出了一种动态光散射颗粒分布软测量方法。该方法通过调节颗粒粒度分布形状参数获得大量自相关函数及其对应颗粒分布的数据;使用这些数据对子学习机进行训练。最后,针对训练数据维数较高的特点对传统Bagging算法进行改进,并利用改进的Bagging集成算法集成子学习机以提高软测量模型的精度及泛化能力。通过模拟单峰数据和对300nm标准粒径进行软测量开展了验证实验。结果表明,该方法能够较好地测量出不同动态光散射颗粒分布的峰值及分布宽度,模拟单峰数据测量峰值精度可达1nm,300nm和503nm,标准粒径测量精度分别可达3nm和4nm,优于一般的反演算法。该软测量方法为动态光散射颗粒分布测量开辟了新的途径。     

激光散射粒子动态相位多普勒分析系统

研究和建立了以几何光学近似光散射理论为基础的激光相位多普勒空间干涉条纹模型。计算得到了微粒对激光散射的空间相干条纹图形与粒径及散射参数的依从关系。将其应用于研制的双检测器相位多普勒实验系统,给出了系统功能和典型的实验结果。     

动态光散射激光粒度仪的特点及其应用

本文简要阐述了动态光散射激光粒度仪的基本原理,并介绍了美国BECKMAN COULTER公司的DelsaTM Nano C的主要性能。着重分析了影响测量结果准确性的主要因素,其中包括仪器选择、样品分散、设置测量参数等,并举例说明不同条件处理样品对测试结果的影响。最后概括了该仪器在纳米材料研究领域的应用情况。