消光法乳剂颗粒粒径测量中浓度影响分析

为了研究消光法颗粒粒径测量过程中浓度对测量结果的影响,根据Lambert-Beer定律,对不同浓度下的乳剂采用多波长消光法进行测量分析,同时采用蒙特卡罗法进行数值模拟分析。实验和数值结果均表明:浓度对消光法测试结果的影响效果存在一个临界浓度范围。对于脂肪乳剂,该临界浓度出现在质量分数1.8‰左右;对于橄榄油乳剂,临界浓度则出现在0.5‰～0.6‰之间。超过该范围后,测量的粒径将受浓度变化剧烈影响。     

改进的遗传算法在粒径测量中的应用

在光全散射法粒径测量中,基于改进的遗传算法反演颗粒系的粒径分布.在独立模式下,粒径反演为求解约束优化问题,将改进的遗传算法与模拟退火算法相结合,克服了罚函数遗传算法反演时罚系数难以确定以致极易产生不可行收敛解的不足.在非独立模式下,采用改进的遗传算法能够在3个波长下较准确地反演粒径分布.在光全散射法中采用改进的遗传算法反演粒径分布是可行的,反演结果稳定可靠,避免了基本遗传算法容易过早收敛而使反演结果陷入局部解的缺陷.     

石墨气溶胶粒度分布及远红外消光因子研究

在烟幕试验箱中测试了不同湿度条件下超细石墨气溶胶的粒子分布及其随时间变化的规律。根据Mie散射理论计算了石墨气溶胶粒子对8～14μm远红外的消光因子。分析表明,石墨气溶胶的粒度随着分散时间延长和空气相对湿度减小而变小。小尺度的石墨气溶胶粒子对8～14μm红外的消光效率因子非常小,但随着气溶胶粒子直径的增加,消光效率因子显著变大并趋于稳定。直径大于2.5μm的石墨气溶胶粒子均能够对8～14μm远红外产生良好的消光效果。     

锰矿矿浆颗粒粒度的超声测量方法研究

为了检测锰矿矿浆中反映矿粉特性的颗粒粒度参数,通过声学理论模型的推导和数值计算,分析颗粒粒径与超声衰减谱的关系和敏感度,实验测量体积分数达45%的高浓度锰矿矿浆在频率为3~6 MHz之间的超声衰减谱,基于预测模型,结合正则化反演算法,由实验数据计算出矿浆中颗粒粒度分布。结果表明:矿浆中矿粉颗粒的粒径分布曲线均呈现单峰分布。该结果与稀释样品的激光散射法和显微镜图像法测量结果较为吻合。     

激光粒度分析和筛分法测粒径分布的比较

分别采用筛分法和马尔文激光粒度分析仪两种方法对16种颗粒的粒径分布进行了测量。通过比较,发现两种测量手段得到的粒径分布结果存在较大的差异,马尔文激光粒度方法对颗粒粒径的测量结果偏小,受颗粒形状的影响很大;筛分法对微细颗粒的测量误差较大,但对大粒径颗粒的测量较为准确。通过对不同粒径段灰颗粒的显微照相,发现细颗粒的团聚是筛分法测量小颗粒结果偏小的主要原因。     

光脉动法颗粒浓度测量下限研究

光脉动法是一种新兴的光散射颗粒粒径测量方法,但是该方法对被测颗粒的浓度有一定的要求,浓度过高或过低都会直接导致最后测量结果的偏差。针对这个问题,本文中选取滑石粉作为被测颗粒样品,通过液固两相流实验,在理论分析结合实验数据的基础上设计了一套新算法,井以此对适用于光脉动法测量原则的颗粒浓度下限进行了研究。研究结果显示,该算法能较为准确地确定光脉动法颗粒浓度测量的下限。     

求解多峰颗粒尺寸分布的一种反计算方法

提出一种用于激光测粒仪求解多峰颗粒尺寸分布的反计算方法,本方法是改进的LMS算法与多峰分布模式算法的组合算法。大量的计算机模型计算和对标准颗粒的实测证实了这种算法的有效性和实用性。     

双温度法改进动态光散射仪测量精度研究

提出了双温度法来提高动态光散射法测量纳米颗粒粒径的测量精度。在详细分析了动态光散射法中各种误差来源的基础上,总结出大多误差来源与样品池的温度变化无关,讨论了温度对溶液的黏滞系数及系统的扩散系数影响,在此基础上提出了双温度法剔除与样品池温度无关的噪声来源,从而改善动态光散射的测量精度。实验结果证明了改方法的可靠性。     

颗粒统计平均粒径及其分布的表征

讨论了颗粒形状和大小的表示、粒径测定、平均粒径和粒径分布的表征等问题,用实例比较了３种粒径分布较典型的乳液样品的各种平均粒径差异;根据粒子数计算公式的含义分析和统计平均粒径的物理意义,认为用于计算粒子数的平均粒径应为体均粒径,提出有关的一些建议。     

基于超声谱分析的颗粒粒度测量研究

为验证不同超声谱测量和分析方式对颗粒粒度测试的影响,设计了一种非侵入式超声波透射和多次反射信号同步测量实验装置。采用脉冲回波法、反射比样法和透射法分别对体积分数为1%～4%的聚苯乙烯-水悬浮液进行实验,结合理论模型,分析超声波在颗粒两相体系中的衰减谱、相速度谱和阻抗谱。以ECAH模型为理论基础,结合ORT反演算法,对不同超声谱进行反演获得了聚苯乙烯样品颗粒粒径分布。将上述结果与图像法对比,颗粒中位径结果偏差均在15%之内,3种谱分析的粒径分布也较为吻合。     

微乳液制备纳米颗粒的三维模拟

应用Monte Carlo方法在10×10×100三维网络中模拟了纳米颗粒在W/O微乳液中的形成过程.研究了反应物浓度、反应物配比、液滴尺寸、界面膜韧性对颗粒形成的影响及与颗粒尺寸和颗粒分布之间的关系,并与前人的实验和研究结果进行了分析比较.模拟结果表明颗粒的形成过程可明显分为成核和成长两个阶段;增加反应物的浓度可以使纳米颗粒尺寸增大;反应物过量使颗粒尺寸减小;膜的韧性越大,形成的颗粒越大,而且分布越均匀;颗粒尺寸随液滴尺寸的增加而增加.     

Multi-parameter regularization method for particle sizing of forward light scattering

The matrix equation in the inversion of particle sizing based on forward light scattering is an ill-posed problem. To solve such an inversion problem, a number of algorithms have been proposed. The single parameter regularization is effective for retrieving the particle size distribution, but the solution is usually oscillatory in the presence of measurement errors. In this work, a multi-parameter regularization is presented to diminish the oscillations of the solution, which is verified with simulations and experiments.     

Use of non-negative constraint in Tikhonov regularization for particle sizing based on forward light scattering

Abstract

The set of linear equations in the inversion of particle size distribution (PSD) based on forward light scattering is an ill-posed problem. In order to solve the inverse problem of this kind, a number of inversion algorithms have been proposed. The regularization algorithm can reconstruct the PSD, but in usual case, the solution may contain negative values and is strongly oscillating. Owing to the natural reason, the solution should be non-negative and smooth. In this paper, a simple non-negative constraint (NNC) is used with a combination of the Tikhonov regularization. Simulations and experiments show that the regularization with NNC can achieve more reasonable results.     

Mastersizer 2000型激光粒度仪技术参数对粒度分布的影响

根据英国马尔文Mastersizer 2000型激光粒度仪的特点,探讨不同技术参数对样品粒度分布测试结果的影响。结果表明,影响样品粒度分布的主要参数为样品量(检测遮光度)、采集时间、循环速度、检测光源波长、反演光学模型及数学模型等;对于状态不明确的未知样品,应借助其他检测技术进行样品状态表征后,选择合理的光学模型和数学模型进行粒度测试。     

两种粒度分布测定方法的对比分析

采用激光粒度仪和国标两种分析方法,测试了4A沸石样品的粒度分布。通过实验,得到了优选的激光粒度仪测试条件为:循环泵的转速为2 000 r/min、超声时间5 min、停留时间1 min≤t≤5 min。结果表明:在此条件下,小于4μm的颗粒所占体积分数为99.29%左右,并与国家标准QB/T 1768—2003的测试结果进行了比较,两种分析方法的结果相差约0.4%。在用实际产品检验后,对这两种测试方法进行了分析和讨论。     

Mie理论在静态光散射粒度测量的应用下限研究

测量下限是光散射颗粒测试技术的关键问题。本文通过理论分析、比较归一化散射光强的分布图和构造方差函数F(d)对颗粒散射光的光强分布进行了定性和定量的讨论,对Mie散射向Rayleigh散射趋近的情况进行了分析,讨论了散射光光强大小的分布,分析了测量不同粒径的颗粒的可行性,最终得到在入射光源是波长为0.6328μm的He-Ne激光器的情况下,当粒径d取200nm以上时,不同粒径颗粒的M ie散射光强分布有较大差别,适合用静态光散射的方法来判断颗粒粒径。     

微观图像技术在超细材料粒度分析中的应用

应用计算机微观图像采集分析系统建立了一套对超细材料进行形状表征和粒度测量的方法。该方法克服以往图像法测量样本小 ,得不到正确粒度分布的弊端。通过对SiO2 标准物的粒度测定表明 :均匀、单分散的测量样片的制备是图像法准确测量和分析的关键。当测量图片在 6张以上 ,累积测量颗粒总数在 2 0 0个左右时 ,测量结果具有代表性。该系统用于测量的粒度范围为 0 .5 μm～ 1cm的粒子时 ,长度测量误差小于 5 % ,颗粒等面积直径测量偏差小于12 %。