基于米氏散射及夫朗和费衍射的FAM激光测粒仪

提出了综合运用夫朗和费衍射和米氏散射，即在大粒径范围内采用夫朗和费衍射理论，而在小粒径范围内采用米氏散射理论，来改善小粒径范围内的测量精度，保证激光测粒仪在整个粒径范围内的测量精度。     

激光衍射法中光学模型对B4 C粉末粒度分布测量结果的影响

选了四种不同平均粒径的B4C粉末分别用激光衍射法仪中Fraunhofer（夫朗和费）衍射和Mie（米氏）散射光学模型测量其粒度分布和平均粒度，结果表明，对于粒径界于10－15μm之间的粉末，无需知道材料对光的折射率和吸收率，其应用Fraunhofer衍射理论测理的结果与应用Mie散射理论测得的结果近似，但分布线有一定的区别，对于＞15μm粉末，在两种模型下分布曲线与平均粒径皆接近；而对于＜10μm的粉末，必须采用Mie散射光学模型，并需预先知道材料的光学特性。     

同轴度误差的非接触精密测量方法

根据夫朗和费单缝衍射原理，以激光作光源，采用线阵CCD获取衍射条纹图像，实现同轴度误差的非接触自动测量。通过对比测量和精度分析表明该方法测量精度高，测量装置结构简单，具有实用价值。     

经典Mie散射的数值计算方法改进

在光散射颗粒测量技术中,Mie散射理论的计算非常重要。本文介绍一种改进的Mie散射数值计算方法,通过对Mie散射系数进行重新构造,找到参量来控制Mie计算的收敛和计算精度。对各有关参量选用合适、稳定的递推关系进行计算。数值计算结果表明该方法具有快速、稳定的优点,可以在极大的颗粒粒径和折射率范围内得到合理结果。     

闭环控制原理的粒径分布测量方法

颗粒粒径在制药、食品加工等领域中都是一个重要的参数,通过测量、控制颗粒粒径可以有效地提高生产力、产品质量和过程效率。该文研发设计了一种衍射式粒径分布测量装置,并根据积分变换反演方法,利用小角度内的衍射光信息,通过基于闭环控制原理的粒径分布重建方法进行粒径分布测量计算。解决了积分变换反演方法在Fraunhofer衍射式粒径分布测量的应用中,克服了原积分变换反演方法重建精度低、分辨能力差的缺点,而且结构简单,容易实施。     

雾粒粒度测试技术研究

阐述了脱硫塔内喷雾雾场研究的必要性，分析了雾场的环境条件，应用夫朗和费衍射原理设计制造了适于大雾场内进行测试的仪器，并叙述了仪器的特点，讨论了雾粒测定仪进入脱硫塔内测试的有关技术问题，文章还介绍了雾粒测定仪在脱硫塔内测试的情况，分析了测试结果。     

雾粒粒度测试技术研究

阐述了脱硫塔内喷雾雾场的研究的必要性，分析了雾场的环境条件，应用夫朗和费衍射原理设计制造了适于大雾场内进行测试的仪器，并叙述了仪器的特点，对论了雾粒测定仪进入脱硫塔内测试的有关技术问题，文章还介绍了雾粒测定仪在脱硫塔内测试的情况，分析了测试结果。     

激光粒度仪的系统实现及展望

以夫朗和费衍射为理论依据，以自扫描光电二极管阵列（SSPA）和NI公司的M系列的数据采集卡PCI6220为主要硬件设备，以先进的虚拟仪器技术LabVIEW8．0作为软件平台，系统地研究了激光粒度仪的实现过程。并就现有的软硬件系统，结合实际运用需要讨论了一些可行的改进方法。     

颗粒层状结构对散射特性及激光粒度测量的影响

根据Aden-Kerker理论,对双层颗粒前向散射特性进行了研究。在此基础上,分别用衍射理论、Mie理论和Aden-Kerker理论计算了散射系数矩阵并采用非独立模式算法进行反演。数值计算结果表明,双层颗粒的散射光强由颗粒折射率和内外径决定,在实际的激光前向散射粒度测量中,如果沿用Fraunhofer衍射理论或Mie理论计算系数矩阵,在测量双层颗粒时,反演结果会有一定的误差。相比于Mie理论,衍射理论的反演误差更大。     

利用颗粒布朗运动获取超细粉体粒度信息的技术研究

对亚微米级超细粉体材料的粒径信息测量目前亟待解决的技术难题，本文介绍了以朗之万的布朗运动模型理论为依据测量超细颗粒布朗运动与粒径关系的一种新方法，内容有：（１）快速连续采样的显微ＴＶ计算机系统；（２）多功能的超薄样品池；（３）布朗颗粒运动模糊图象的快速连续采样，处理，灰色重心提取，粒子跟踪处理；（４）一些布朗粒子在每个时刻的位置信息和运动轨迹，根据朗之万理论，探讨了超细颗粒布朗运动与粒径相关规律的     

CCD测量动态范围的扩展技术

介绍利用曝光量控制和图像融合处理技术扩大CCD测量动态范围的原理与方法。用电子快门控制曝光时间,得到强度范围不同的图像,即用低曝光量得到高强度信息,用高曝光量得到同一场景中低强度信息。利用最小二乘法求解CCD响应曲线,引入权重因子融合多幅图像中的有效像素值得到动态范围扩展的图像。在实验中用CCD对小孔的夫朗和费衍射图像进行测量,利用扩展技术得到了能全面反映衍射效应细节的高动态范围图像。     

前向大角度法测量亚微米级颗粒

采用Mie散射理论,分析了亚微米级颗粒散射光角度分布特征,研究了粒径、折射率等参数对散射光分布特点的影响.研究发现,将散射光强度的角度分布进行归一化后,前向30°部分范围内的分布特性近似为线性,且呈现斜率与颗粒粒径相关,而与折射率无关的特点.在此基础上,本文中提出一种新的测量方法--前向大角度法,即通过测量散射光在前向30°范围内的光强线性变化的斜率来直接得到亚微米级颗粒的平均粒径.文中讨论了该方法的适用范围、近似表达式、误差分析等.     

扩散火焰中初始形成碳核的光学测量

根据米氏散射理论 ,推导出碳核的散射属于瑞利散射。介绍一种实验方法 ,该方法利用在入射光为偏振激光时碳核的瑞利散射光与碳核原始化合物 PAH辐射的荧光的差异 ,测量扩散火焰中形成的碳核     

航空发动机燃油液雾尺寸分布的测量方法

以激光散射技术为基础，采用夫琅和费衍射理论，建立了燃油液雾尺寸分布测量的数学模型，并研制了测量系统。该系统具有测量速度快，检测精度高，实时性强及数据处理自动化等特点，它是近代光学，光电技术与微机技术的有机结合。     

动态光散射在烟气颗粒粒径分析中的应用

本文阐述了动态光散射测量的基本原理,尝试性地利用动态光散射技术进行了气体中烟气颗粒的粒径测量.利用Brookhaven公司的BI-9000相关器搭建测量平台,探索了动态光散射技术在气体中测量烟气颗粒粒径的方法,分析了在测量中遇到的关键问题,如烟气颗粒浓度.颗粒吸附作用等,并初步提出解决问题的方案.本文先后对两种不同的烟草样本进行实验,两组测量数据表现出明显的差异,同组数据在一定范围内波动,说明了动态光散射在烟气颗粒测量中有一定的应用潜力.     

衍射法细丝直径的精密测量

分析了激光衍射法测量细丝直径技术中影响精度的几个主要因素，研究了一种微弱衍射条纹的精密处理及识别技术，有效地提高了测量精度，实测结果表明，文中讨论的技术能在１０￣５０μｍ的范围内实现正负０．１μｍ的重复精度，分辨力优于０．０１μｍ。     

多角度动态光散射法的纳米颗粒精确测量

基于动态光散射原理,采用自主研发的多角度动态光散射装置,对纳米及亚微米颗粒粒径准确测量方法进行了探究。自研装置采用带有光阑组的精密入射光路设计,以及匹配液池及Beam-stop设计,极大提高了信噪比;同时避免了测量角度的互补方向上,由于样品池与空气界面折射率不同导致的反射光信号对有效信号的干扰。在此基础上,对不同浓度、粒径的聚苯乙烯(PS)颗粒溶液进行了测定及不确定度分析。结果表明,对同一粒径的PS颗粒,增加颗粒浓度时,多重散射首先发生于大、小测量角度,越接近90°,发生多重散射的浓度越高;随着粒径增大,受不可忽略的颗粒间相互作用的影响,粒径测量结果表现出了强烈的角度依赖性,甚至波动性。     

3D—PDA测量2相流场时散射粒子的选择

应用激光技术测量流体速度时，需要合适的散射粒子。本文研究了激光三维粒子动态分析仪（３Ｄ－ＰＤＡ）测量２相流场速度时，如何选择合适散射粒子的问题。研究结果表明，散射粒子的合理选择是保证测量精度的重要措施之一；测量湍流脉动较强流场时，应选用密度小、直径小、折射率大的粒子作散射粒子，并选择合适的粒子散播浓度。     

斜发射方位角光电子衍射的多次散射方法研究

本文首次利用多次散射理论计算了系统C(2×2)S—Ni(001)的斜发射方位角光电子衍射谱,与修正的单次散射理论计算结果一起和实验进行了比较,可靠性分析证明:多次散射理论分析斜发射方位角光电子衍射谱与LEED和NPD一样能正确决定表面结构。研究指出,在E≤230eV的能量范围内,单次散射理论计算难于求得正确的表面结构常数,单次散射理论在较高的能量范围才适用。     

SmBO3粉体的颗粒度对其反射性能的影响

分析了SmBO3颗粒度对粉体散射作用和吸收作用的影响.激光防护功能填料对激光的散射作用主要考虑米氏散射;在激光防护功能填料质量一定的条件下,粒径越小,粒子数就越多,粒子对光的吸收截面越大,吸收系数也就越大.对于SmBO3激光防护功能填料,折射率n=1.95时,激光波长为1.06μm,散射面积比Q(γ)随粒径参数γ的函数变化关系图可以得到当X=1.771时,SmBO3的散射面积比最大,此时27πλ=1.771.即r≈298nm.所以当颗粒尺寸大约在600nm左右时,SmBO3微粒的散射消光作用最强.在1.05～1.15μm波长范围内,随着SmBO3颗粒的长大,粉体对1.06μm波长处的光的反射率有所降低,并在颗粒大小为587nm左右时达到最低值,约为0.5%.而当颗粒尺寸进一步长大时,SmBO3粉体对1.06μm波长处的光的反射率值又有所提高.当颗粒大小达到1μm左右时,SmBO3粉体对1.06μm波长处的光的反射率约0.6%.这与理论计算得出的具有最佳散射消光的SmBO3粉末的颗粒尺寸为600nm左右相一致,符合理论计算结果.激光测试也显示600nm左右的SmBO3颗粒对1.06μm激光的反射率最低,符合理论计算结果.