激光法测量湍流流场时散射粒子的选择

激光技术测速时需要有合适的粒子。本文研究了用三维粒子动态分析仪(PDA)测量湍流流场时选择合适的散射粒子的问题。试验结果和理论分析表明:(1)散射粒子的特性参数是影响测速精度的重要因素;(2)在湍流度较高的流场中测量时应尽可能选择直径小、密度低、折射率大的粒子作为散射粒子,而且粒子散播的浓度要合适。     

应用粒子动态分析仪研究水力旋流器流场

利用粒子动态分析仪(PDA),对水力旋流器内固相颗粒流场做了全面的测定,得出水力旋流器内固相颗粒的流态、浓度及粒度分布,为进一步查清水力旋流器的工作机理提供了重要理论依据。     

尘埃粒子的半导体激光散射测量

以半导体激光为光源 ,建立了一个可以实时测量空气中尘埃粒子的尺寸与颗粒数浓度的光学系统。根据Mie散射理论 ,计算了该光学系统的光散射响应特性。实验结果表明 ,该系统具有高的计数准确度、计数效率和计数重复性 ,适用于洁净度检测和环境空气中尘埃粒子的粒径分布测量。     

复合粒子场散射特性的Mueller矩阵表示

研究了偏振光入射到5种不同粒子大小、2种不同浓度的复合粒子场后散射强度分布,并用Mueller矩阵来描述复合粒子场的散射特性。     

γ／X^α约束下的动态光散射函数

本文给出了激光散射处在γ／Ｘ＾α约束模型下散射粒子的速度相关函数及位移二阶矩函数,并将所得结果应用到动态光散射技术的理论研究中：将入射光和散射光均视为理想平面光波,将散射作视为γ／Ｘ＾αＸＱＧＫＧＨ Ｒ ＡＥＴ ＴＭＤＦＯＵＧ ＢＢ ＷＹＳＷＧＫ ,ＦＧＨＩＦ     

Mie散射理论测量粒子系复折射率的透射方法

粒子的光学常数并不等同于构成粒子材料的光学常数,而通过粒子光谱复折射率数据,研究粒子及聚集粒子系的辐射特性,不仅对辐射物性的研究具有较高的理论意义,而且具有广泛的实际应用价值。粒子的复折射率不能直接通过实验测量(没有直接测量的仪器),须由实验测定其他量,然后结合相应的理论模型反求,属反问题研究。用简化的Mie散射理论及Kramers-Kronig关系式,利用傅里叶红外光谱仪对Al2O3粒子及煤灰粒子进行透射率实验测量,结合相应的理论模型,反演Al2O3粒子及煤灰粒子的复折射率。并对透射率实验误差对反演结果的影响进行了分析。     

用氩离子激光的集合散射观测流体湍流

描述一种可见光集合散射技术。通过氩离子激光（λ＝０５１４μｍ）的小角度散射对自由射流的密度涨落进行初步观测，实现了流体平均速度的测量。实验安排差分散射波矢模数可调并能旋转方向，便于研究涨落波长在００２～０２６ｍｍ区域的湍流现象。     

单粒子与复合粒子散射强度的计算与分析

根据Mie散射理论,对金属单粒子和复合粒子的散射强度和偏振度进行了数值计算与理论分析,得到了两类散射体的散射强度、偏振度与散射角、入射波长及壳层厚度之间的关系。结果表明,随着入射波长的增大,复合粒子的前向散射增强,背向散射未变化;偏振度峰值和峰位易出现明显的退偏振现象,明显区别于金属单粒子散射行为。该结论对两类金属材料光学特性方面的开发和应用提供了理论参考。     

激光法在测量矩形截面三分支管湍流流场中的应用

利用三维粒子动态分析仪（３Ｄ－ ＰＤＡ） 测得了矩形截面三分支联接的三维速度分布。在测量中,经过理论分析与对比试验,选择了蚊香烟雾作为散射粒子。实验结果揭示了三分支管的一些流动特性,为进一步的研究打下了基础     

基于多模光纤的动态光散射粒径测量研究

介绍了一种用多模光纤构造的动态光散射粒径测量实验系统,系统中没有对接收光纤的孔径角加任何限制措施.分别用单分散,多分散和不同浓度的标准聚苯乙烯乳胶球悬浮液检测了该系统的适用性.结果表明,该系统可准确地测量浓度(体积分数)达5%的聚苯乙烯乳胶球溶液中悬浮颗粒的粒径分布.     

基于粒子受激散时的烟雾粒子的检测与识别

本文提出了一种基于粒子激光散射来检测和识别非火灾烟雾的吸气式多传感器阵列烟雾探测系统,详细阐述了该系统的结构和信号处理方法;同时提出了利用计算机求解不同物质粒子Mie散射系数的实际计算公式并推导出典型物质粒子的散射光强分布。     

有尺度分布的水雾激光散射及其动态测试

研究了单粒子和有尺度分布的水雾粒子对1064 nm激光后向散射的理论模型,根据散射截面与Stocks矢量关联的散射相函数和不同尺度散射参数,将粒子分布尺度代入散射相函数进行加权计算得到有尺度分布的水雾粒子总散射相函数。考察散射角在150°~180°之间后向散射,稀疏大尺度水雾粒子表现为单散射特征、有尺度分布混合型水雾粒子具有相对较大的后向散射效应。利用光电探测器组件、衰减片组、反射镜、偏振片等设计了水雾生成装置和散射效应测试系统,通过独立激光入射出射窗口、尾镜、内壁消光等措施减小和避免因实验环境造成的影响。使用该装置进行了水雾粒子对激光后向散射效应的动态测试,结果与理论符合较好。通过分析水雾粒子对激光后向散射的随机涨落现象、动态规律和特点,指出水雾粒子对激光的后向散射是一个复杂的动态过程,是传输路径上不同尺度水雾散射和强吸收的共同影响。     

基于动态粒子流场的视频异常行为自动识别

为了有效实现视频异常 行为的自动识别,基于动态粒子流场,将视频运动对象的运 动行为,映射为有效 反映其运动变化状态的动态粒子流,同时提取度量不同场景内容下的运动方式各异的异常行 为的显著性运动特 征,进行异常行为的分类与识别。对来自不同场景并具有不同运动行为方式的公开视频 测试序列的实验表明,本文方法无需跟踪运动对象,也无需预先采集 异常行为样本进行学习与训 练,可在多种条件下实现视频运动对象异常行为的有效自动识别。     

光散射检测法中微粒形态取向动态特征的分析

针对微粒分析仪、流式细胞仪和尿沉渣检测仪等仪器流式系统流场中的形体微粒形态取向变化对检测结果产生影响的问题,本文建立了形体微粒的柱形模型,通过对柱形模型微粒在流场的动力学特征的系统分析,研究了流场速度梯度、微粒大小、微粒长度、初始空间分布等各参量与微粒形态取向以及取向施豫时间之间的动态响应,应用数值分析技术得到了相应的关系,基于统计理论建立了概率统计分布模型,通过数值计算得到了微粒形态取向的时域统计分布函数,为微粒分析仪、流式细胞仪和尿沉渣检测仪等仪器测量精度的提高和流式系统(采样气路或采样液路)设计的优化提供了理论依据.     

水中颗粒物大角度范围体散射函数测量方法

针对现有体散射测量系统中激光器与探测器相互遮挡导致探测角度减小的问题,设计了一款新型的水中颗粒物的体散射函数测量系统。首先,通过双潜望式光路结构,将激光发生平面与散射探测平面分离,减小了激光器对探测角度的遮挡;同时,通过潜望式出射棱镜将透射光导出水体,避免了容器的杯壁散射,提高背散射测量的准确性。根据实际工艺,改进出射棱镜,设计系统样机,实现了3°~178°大角度范围体散射函数的测量。结合系统结构与水下光传输原理,根据数据矫正算法,矫正由于测量光程及水体衰减造成的偏差。对比矫正后结果与米散射仿真结果,证明方法的可靠性。     

带电粒子的Mie散射研究

利用电磁波散射理论研究了带电粒子的电磁波散射特性,给出了散射系数与电磁阻抗系数及表面电导率的关系,计算和对比了不同面电导率的粒子与中性粒子对电磁波散射系数和散射能量分布的差别.计算结果表明:面电荷使面电导率达到微西门子量级时,会有明显的影响随着面电导率的增加,散射系数发生较大变化,但当面电导率达到一定值时,散射系数趋于恒定;对尺度较大的粒子,带电后的散射系数减小,但沿不同方向的散射能量会重新分配,一些方向散射增强,另一些方向散射减小;尺度较小的粒子带电后,散射系数增大,但能量沿不同方向的重新分配不明显.     

三维粒子动态分析仪的原始数据开发

三维粒子动态分析仪(3-Dimensional Particle Dynamic Analyzer)是利用激光多普勒频移原理,来测量两相流动中球形粒子的速度、粒径、浓度等参数,从而进一步得到三维湍流流动中粒子动态特性的一种激光测速设备。在其采集过程中自动建立的数据文件是以二进制形式存贮的,而且记录的都是每个球形粒子的信息,不能直接求平均及湍流计算。本文给出了处理这些数据的基本方法,通过编制的C语言程序得到各测点所通过的粒子数、三维速度、湍流特性以及相对体积流量,为PDA数据软件的进一步利用与开发提供了很大的方便。