颗粒粒径分布对全散射法测量颗粒质量浓度的影响 被引量：9

1

作者 崔江 刘小伟 +3 位作者 陈栋 徐义书 韩金克 徐明厚 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第16期4415-4421,4528,共7页

燃煤电厂烟尘排放是造成环境污染最主要的因素之一,实现电厂排放烟尘浓度的在线监测显得尤为重要。以光全散射法为理论基础,运用MATLAB编程,得到消光系数与粒径、复折射率的关系以及颗粒浓度与消光曲线的关系;在实验室搭建粉尘浓度监测... 燃煤电厂烟尘排放是造成环境污染最主要的因素之一,实现电厂排放烟尘浓度的在线监测显得尤为重要。以光全散射法为理论基础,运用MATLAB编程,得到消光系数与粒径、复折射率的关系以及颗粒浓度与消光曲线的关系;在实验室搭建粉尘浓度监测台架,用0.81和2.1μm这2种聚苯乙烯标准颗粒在液相介质中对台架测试结果进行标定;而后选取3种粒径分布不同的二氧化硅球形颗粒进行测量,测量结果表明,样品中无量纲尺寸因子α>30的颗粒所占的比例越高,浓度测量的误差越大。 展开更多

关键词 颗粒 浓度测量 粒径分布 全散射法 消光系数 模拟计算

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可见-红外波段光全散射法颗粒粒径测量范围的研究 被引量：9

2

作者 孙晓刚 唐红 戴景民 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2793-2798,共6页

在光全散射法颗粒粒径测量中,采用独立模式算法在可见-红外波段对粒径测量范围进行了深入的研究。通过对多种R-R分布函数反演结果进行分析,比较,以确定光全散射法颗粒粒径测量范围。同时在消光系数计算中,采用修正的消光系数代替原始的... 在光全散射法颗粒粒径测量中,采用独立模式算法在可见-红外波段对粒径测量范围进行了深入的研究。通过对多种R-R分布函数反演结果进行分析,比较,以确定光全散射法颗粒粒径测量范围。同时在消光系数计算中,采用修正的消光系数代替原始的消光系数,以便得到更准确的粒径测量范围。仿真计算结果表明,在可见-红外光谱区,相对折射率m=1.235时的粒径测量范围为0.05-18μm。在此区域内测量粒径分布,反演结果与真值基本吻合。随着颗粒相对折射率、波长范围的变化,粒径测量范围也随之发生改变。采用限制最小二乘算法能够最大限度地克服随机噪声对测量结果的影响,使测量的精度和可靠性明显提高。对测量的消光值加入±1%随机噪声时,颗粒粒径分布的反演均能得到满意的结果。 展开更多

关键词 光全散射法 粒径测量范围 可见-红外波段

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全散射法测量颗粒粒径分布技术的进展 被引量：3

3

作者 卫敬明 蔡小舒 +1 位作者 张志伟 郑刚 《上海机械学院学报》 1992年第3期11-19,共9页

本文介绍了国内外光学全散射法测粒技术的发展过程、存在的主要问题,提出一改进后的新方法:用多波长全散射法测量颗粒粒径分布。该方法不仅可消除全散射法测量结果有多值性的缺陷,而且可以直接获得颗粒的粒径分布,测试粒径范围也有所扩... 本文介绍了国内外光学全散射法测粒技术的发展过程、存在的主要问题,提出一改进后的新方法:用多波长全散射法测量颗粒粒径分布。该方法不仅可消除全散射法测量结果有多值性的缺陷,而且可以直接获得颗粒的粒径分布,测试粒径范围也有所扩充(0.03～8μm)。文章还给出了用独立及非独立模式的两种算法,求解粒径分布的数值模拟结果以及对聚苯乙烯标准颗粒的实测结果。计算和实测的结果令人满意。 展开更多

关键词 全散射法 颗粒度 分布

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改进的LMS算法在光全散射法粒度反演中的应用

4

作者 孔明 杨瑶 +1 位作者 赵军 曹丽霞 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期481-484,共4页

在光全散射法颗粒粒度测量中,正确地选择以及使用反演算法是非常关键的。首先介绍了光全散射法的基本原理,然后提出了一种基于非负PT直接算法的改进的LMS迭代算法,最后将改进的LMS迭代算法应用到光全散射颗粒粒度分布函数的求解中。对... 在光全散射法颗粒粒度测量中,正确地选择以及使用反演算法是非常关键的。首先介绍了光全散射法的基本原理,然后提出了一种基于非负PT直接算法的改进的LMS迭代算法,最后将改进的LMS迭代算法应用到光全散射颗粒粒度分布函数的求解中。对理想状态和加噪状态分别采用传统的LMS迭代算法和改进的LMS迭代算法进行求解,通过对比单峰分布颗粒粒度和双峰分布颗粒粒度的实验结果,改进后的LMS迭代算法使粒度相对误差均减少了4%左右,整个运行时间小于3s,不仅提高了LMS算法的运算时间、收敛速度和稳定性,而且还解决了LMS算法中初始值对结果的影响。 展开更多

关键词 光全散射法 粒度测试 反演算法

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光全散射法颗粒测量中的一种自适应非独立模式算法

5

作者 蔡小舒 郑刚 王乃宁 《光散射学报》 1996年第1期38-41,共4页

光全散射颗粒测量法中需求解第一类Ｆｒｅｄｈｏｌｍ积分方程。在不知道被测颗粒的尺寸范围的情况下如何确定积分方程的上下限、即测量范围，迄今仍是个问题。本文针对此问题提出了一种自适应非独立模式算法。该算法可根据双参数颗粒分... 光全散射颗粒测量法中需求解第一类Ｆｒｅｄｈｏｌｍ积分方程。在不知道被测颗粒的尺寸范围的情况下如何确定积分方程的上下限、即测量范围，迄今仍是个问题。本文针对此问题提出了一种自适应非独立模式算法。该算法可根据双参数颗粒分布函数的分布参数Ｋ自动确定积分的上下限．数值模拟和实验都证实了此算法。 展开更多

关键词 自适应 非独立模式算法 光全散射法 颗粒测量 数值模拟

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光全散射法在城市扬尘在线监测系统中的应用 被引量：5

6

作者 路广 李杏华 肖云龙 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期237-242,共6页

研究了光全散射法在大范围空间颗粒物浓度监测中的应用及实现。借助于结构设计和调制解调技术去除环境中背景光对光电转换的影响,为避免光源光强的波动对系统稳定性的干扰,采取光强反馈措施进行补偿。应用多波长消光法,结合Lambert-Bee... 研究了光全散射法在大范围空间颗粒物浓度监测中的应用及实现。借助于结构设计和调制解调技术去除环境中背景光对光电转换的影响,为避免光源光强的波动对系统稳定性的干扰,采取光强反馈措施进行补偿。应用多波长消光法,结合Lambert-Beer定律和Mie散射理论,实现开放空间颗粒物浓度值的测量。将系统的计算结果和标准仪器进行实时对比,二者的Pearson相关系数为0.988 9,数据有较好的一致性,系统量程可达0~400 mg/m^3,响应时间为1 min。为大范围空间颗粒物质量浓度的监测提供了一种快速、实时的手段。 展开更多

关键词 光全散射法 颗粒物浓度 MIE散射 在线监测

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光全散射法颗粒粒径分布测量的改进研究 被引量：3

7

作者 朱嘉宁 陈抱雪 +1 位作者 隋国荣 矶守 《光学仪器》 2010年第3期23-27,共5页

提出并实验了一种新的光纤型样品池,用于光全散射法测量颗粒粒径及其分布,该样品池的突出特点是消除了池壁散射影响以及容易实现稳定的多波长测试。在颗粒折射率处理方面,引入了洛伦兹色散关系和多波长处理方法,提高了理论的严密性、合... 提出并实验了一种新的光纤型样品池,用于光全散射法测量颗粒粒径及其分布,该样品池的突出特点是消除了池壁散射影响以及容易实现稳定的多波长测试。在颗粒折射率处理方面,引入了洛伦兹色散关系和多波长处理方法,提高了理论的严密性、合理性和实用性。选用公称粒径分别为1.00μm和2.06μm的聚苯乙烯乳胶球标准颗粒做了验证比对实验。结果表明光纤型样品池工作稳定,数据处理显示均值偏差和重复性都小于5%,且优于常规折射率估值方法,体现了改善效果和实用价值。 展开更多

关键词 光全散射法 颗粒测量 样品池 粒径分布 遗传算法

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颗粒形状对全散射法测量颗粒物质量浓度的影响

8

作者 夏继胜 邹军 +6 位作者 吴凯 谈紫星 黄静 黄国辉 黄玮珍 韩金克 刘小伟 《洁净煤技术》 CAS 北大核心 2021年第1期299-306,共8页

燃煤电厂排放颗粒物作为大气颗粒物主要来源之一受到广泛关注,实现颗粒物质量浓度的精确在线监测意义重大。激光全散射法作为一种常用的颗粒物质量浓度在线监测方法,受颗粒特性影响较大,易造成较大的测量偏差。为探究颗粒形状对全散射... 燃煤电厂排放颗粒物作为大气颗粒物主要来源之一受到广泛关注,实现颗粒物质量浓度的精确在线监测意义重大。激光全散射法作为一种常用的颗粒物质量浓度在线监测方法,受颗粒特性影响较大,易造成较大的测量偏差。为探究颗粒形状对全散射法测量的影响,搭建了全散射法测试台架,并采用球形二氧化硅颗粒对测试系统进行标定,标定结果显示,球形二氧化硅颗粒质量浓度与消光程度高度线性相关,相关系数R2>0.99,测量浓度与真实浓度偏差仅为1.8%。进一步采用633 nm与532 nm波长激光分别对3种非球形(棱形、不规则和片状)二氧化硅颗粒进行测试试验。测试结果显示,3种形状颗粒物的质量浓度与消光程度均高度相关,R2均高于0.99;3种形状颗粒物质量浓度的测量值与真实值偏差与颗粒形状及激光波长相关,对比发现,入射波长为633 nm时,不规则、棱形和片状颗粒的质量浓度测量值与真实值的测量偏差分别为16.1%、27.4%和36.6%;入射波长为532nm时,3种颗粒质量浓度的测量偏差分别为4.8%、11.4%和17.4%;颗粒形状一致条件下,532 nm入射波长时的测量偏差明显较小,通过波长的选择可降低颗粒形状变化造成的测量偏差。 展开更多

关键词 全散射法 颗粒物 非球形颗粒 质量浓度 测量偏差

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激光全散射法测量燃煤颗粒物浓度的实验研究 被引量：6

9

作者 徐义书 刘小伟 +3 位作者 崔江 陈栋 韩金克 徐明厚 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1496-1502,共7页

本研究在激光全散射法颗粒物浓度检测系统上进行了不同性质、浓度燃煤飞灰颗粒的质量浓度测量实验。结果显示,联合全散射法颗粒物浓度检测系统和反演计算方法能良好的测算标准颗粒的质量浓度,误差约为7%。对于燃煤飞灰颗粒,测算结果能... 本研究在激光全散射法颗粒物浓度检测系统上进行了不同性质、浓度燃煤飞灰颗粒的质量浓度测量实验。结果显示,联合全散射法颗粒物浓度检测系统和反演计算方法能良好的测算标准颗粒的质量浓度,误差约为7%。对于燃煤飞灰颗粒,测算结果能反映气流中颗粒浓度的变化,然而测算值高于真实值约19.3%~27.2%。并且,对除尘器前级电场飞灰的测算偏差大于第四电场飞灰。进一步的理论计算结果表明,随颗粒粒径增大,散射光分布逐步向前向(即0°方向)集中,导致光电探测器在收集透射光的同时收集部分前向散射光,使得反演计算值大于真实值。而前级电场飞灰中含有更多的大粒径、非球形颗粒且粒径分布范围更宽,偏离了反演算法的假定条件,导致对测算偏差增大。 展开更多

关键词 全散射法 飞灰 颗粒物 质量浓度 光学测量

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光全散射法测量微粒尺寸分布的研究 被引量：16

10

作者 蔡小舒 王乃宁 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第11期1049-1054,共6页

本文从光全散射法的基本原理出发,提出了测量微粒尺寸分布的独立道模式光全散射测量法和非独立模式光全散射测量法,解决了以往光全散射法只能测量微粒的平均直径,不能给出尺寸分布,并且测量范围小,测量结果有多值性的缺陷,独立模式光全... 本文从光全散射法的基本原理出发,提出了测量微粒尺寸分布的独立道模式光全散射测量法和非独立模式光全散射测量法,解决了以往光全散射法只能测量微粒的平均直径,不能给出尺寸分布,并且测量范围小,测量结果有多值性的缺陷,独立模式光全散射测量法还能用于测量多峰分布微粒的尺寸分布,数值计算和实验研究表明用本文方法,测量结果准确,可靠。 展开更多

关键词 光全散射法 微粒 尺寸 测量 光散射

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基于光散射法的PM2.5全自动检测仪的实现 被引量：9

11

作者 周向阳 张雅琴 刘丽 《光电技术应用》 2015年第4期55-57,73,共4页

基于光散射法的PM2.5检测具有原理简单、数据采集和处理简单、测量结果准确等优点,成为PM2.5检测的主要方法之一。PM2.5检测系统采用模块化设计,由光电采集模块、控制处理模块、显示预警模块和电源模块四部分组成,实现PM2.5的实时监控... 基于光散射法的PM2.5检测具有原理简单、数据采集和处理简单、测量结果准确等优点,成为PM2.5检测的主要方法之一。PM2.5检测系统采用模块化设计,由光电采集模块、控制处理模块、显示预警模块和电源模块四部分组成,实现PM2.5的实时监控和预警。Proteus仿真结果显示,系统检测准确,误差在可控范围。系统硬件调试测试后,可实时显示PM2.5的粒子数,达到预定值时,蜂鸣器报警。 展开更多

关键词 全散射法 PM2.5 AT89S52

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非独立模式算法下粒径分布反演及分类的研究 被引量：13

12

作者 孙晓刚 唐红 原桂彬 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期1111-1114,共4页

在光全散射法颗粒粒径测量中,提出一种非独立模式算法下粒径分布反演及分类的方法。对被测颗粒系分别按照不同的粒径分布函数同时进行反演,并依据反演误差大小判断被测颗粒系符合哪种分布函数。仿真实验结果表明,在非独立模式下,完全可... 在光全散射法颗粒粒径测量中,提出一种非独立模式算法下粒径分布反演及分类的方法。对被测颗粒系分别按照不同的粒径分布函数同时进行反演,并依据反演误差大小判断被测颗粒系符合哪种分布函数。仿真实验结果表明,在非独立模式下,完全可以利用已知的不同分布函数的反演误差作为分类依据,从而更准确地确定被测颗粒系的粒径分布。采用的遗传反演算法能够在3个可见光波长下得到较准确的粒径分布,反演结果稳定可靠,最大限度地减少了多个波长的使用,从而对光源有更大的选择余地。对透射消光测量结果加入5%随机噪声时,单峰分布颗粒系的反演误差小于5%,多峰分布颗粒系的反演误差小于10%。整个算法运行时间小于2 s。该方法具有原理简单,计算速度快等优点,能够满足颗粒粒径在线测量的要求。 展开更多

关键词 粒径测量 光全散射法 非独立模式 粒径分布函数分类

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改进的遗传算法在粒径测量中的应用 被引量：2

13

作者 张虎 戴景民 +1 位作者 唐红 辛春锁 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期50-54,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 粒径测量 光全散射法 粒径分布 改进的遗传算法

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基于RQPSO的颗粒粒径分布反演算法 被引量：2

14

作者 张彪 李舒 +1 位作者 许传龙 王式民 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期3922-3928,共7页

针对标准量子微粒群算法(BQPSO),提出改进量子微粒群算法(IQPSO)和含正则化项的改进量子微粒群算法(RQPSO),并将它们引入到粒径分布的反演中,利用光全散射法在独立模式下,通过测量可见光波段内不同波长下的光谱消光值反演几种粒径分布,... 针对标准量子微粒群算法(BQPSO),提出改进量子微粒群算法(IQPSO)和含正则化项的改进量子微粒群算法(RQPSO),并将它们引入到粒径分布的反演中,利用光全散射法在独立模式下,通过测量可见光波段内不同波长下的光谱消光值反演几种粒径分布,其中正问题利用反常衍射近似(ADA)计算得到估计值,测量值则通过Mie理论计算得到。研究结果表明:与BQPSO相比,IQPSO在计算效率和稳定性上得到很大提升;在粒径分布的反演中,RQPSO提高IQPSO的维数极限,并具有更高的反演精度、稳定性和抗噪性,为粒径分布的反演提供一种新的方法。 展开更多

关键词 粒径分布 量子微利群算法 正则化 光全散射法 独立模式

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基于带约束TSVD方法的粒径分布反演 被引量：2

15

作者 张彪 许传龙 王式民 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期312-317,共6页

利用光全散射法,在独立模式下通过测量可见光不同波段下的光谱消光值反演几种常见粒径分布,其中正问题利用反常衍射近似(ADA)计算得到估计值,测量值通过Mie理论计算得到,反问题利用截断奇异值分解(TSVD)的正则化方法,并结合粒径分布非... 利用光全散射法,在独立模式下通过测量可见光不同波段下的光谱消光值反演几种常见粒径分布,其中正问题利用反常衍射近似(ADA)计算得到估计值,测量值通过Mie理论计算得到,反问题利用截断奇异值分解(TSVD)的正则化方法,并结合粒径分布非负和粒径分布积分和为1两个约束条件优化反演结果,通过数值模拟证明了带约束的TSVD方法在粒径分布的反演中具有更高的反演精度、稳定性和抗噪性。 展开更多

关键词 TSVD正则化 光全散射法 参数估值 粒度分布 数值模拟

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颗粒尺寸在线测量的光透消光法 被引量：5

16

作者 刘铁英 张志伟 +1 位作者 郑刚 蔡小舒 《光学仪器》 1998年第1期3-7,共5页

提出了用光透消光法（或称全散射法）对颗粒尺寸及其分布进行实时在线测量的方法。并模拟生产现场颗粒状况，用标准粒子作了一系列验证实验，实验结果很好地证实了本方法的有效性。

关键词 颗粒尺寸 在线测量 光透消光法 全散射法

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矩方法在粒径分布测量中的应用

17

作者 周嵘 刘演华 赵雪怡 《机械制造与自动化》 2017年第1期52-56,115,共6页

在利用光全散射法测量颗粒粒度的研究中,如何正确选择并使用反演算法来对颗粒粒径分布信息进行重建是非常关键的。根据光全散射法的相关基本原理,提出了一种基于矩方法的反演算法,对多组光源下的消光值进行多项式拟合,提取系数得到对应... 在利用光全散射法测量颗粒粒度的研究中,如何正确选择并使用反演算法来对颗粒粒径分布信息进行重建是非常关键的。根据光全散射法的相关基本原理,提出了一种基于矩方法的反演算法,对多组光源下的消光值进行多项式拟合,提取系数得到对应矩阵方程的形式,从而求得粒径分布函数的各阶原点矩mk。实际上,球形颗粒粒径分布的各阶原点矩与粒径分布的许多特性相关,并且可以为球形颗粒系统的粒径分布反演提供一个尺度,这样将原有的复杂反演方法转换为求解矩阵方程。该方法具有原理简单,计算速度快等优点,能够满足颗粒粒径在线测量的要求。 展开更多

关键词 光全散射法 粒径测量 矩方法

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基于改进最小均方算法的矿尘粒径分布研究 被引量：1

18

作者 赵延军 张丹 冯国旗 《现代工业经济和信息化》 2017年第17期10-11,共2页

为了提高颗粒检测实验的精度,使测量的数据更加准确,需建立颗粒粒径分布软测量模型。通过改进最小均方算法,测量多个波长下的消光值来获得待测颗粒系的粒径分布曲线,着重分析Mie散射的原理,计算消光系数矩阵。与多种反演算法进行比较,... 为了提高颗粒检测实验的精度,使测量的数据更加准确,需建立颗粒粒径分布软测量模型。通过改进最小均方算法,测量多个波长下的消光值来获得待测颗粒系的粒径分布曲线,着重分析Mie散射的原理,计算消光系数矩阵。与多种反演算法进行比较,并且加入不同的噪声,验证最小均方算法的实验数据精确度较高。 展开更多

关键词 光全散射法 消光系数矩阵 最小均方算法 精确度

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考虑道路扬尘特性的环境空气质量在线监测方法

19

作者 王月秋 《环境监控与预警》 2022年第6期52-56,共5页

为判断环境空气污染的程度,提出一种考虑道路扬尘特性的环境空气质量在线监测方法。通过前端数据监测模块采集大气环境数据,基于光全散射法监测道路扬尘的质量浓度和密度;通过监测通信模块将监测结果传送至云服务器;云服务器利用基于极... 为判断环境空气污染的程度,提出一种考虑道路扬尘特性的环境空气质量在线监测方法。通过前端数据监测模块采集大气环境数据,基于光全散射法监测道路扬尘的质量浓度和密度;通过监测通信模块将监测结果传送至云服务器;云服务器利用基于极限学习机神经网络的预测模型,采用自适应粒子群优化算法,获取最佳的环境空气质量在线监测结果。结果表明,该方法学习速率的取值为0.5时,能够完成颗粒物浓度和密度的准确检测,且解释方差<2%,同时能够监测扬尘颗粒的扩散时间,确定适合活动的区域。 展开更多

关键词 道路扬尘 空气质量 在线监测 环境数据 光全散射法

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颗粒系的可见消光光谱分析及最佳波长的选择 被引量：4

20

作者 孙晓刚 唐红 原桂彬 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1968-1973,共6页

在光全散射法颗粒粒径测量中,被测颗粒系的消光光谱包含有颗粒粒径、折射率等信息。对常用的单峰及双峰R-R分布的可见消光光谱进行模拟,分析了可见消光光谱随粒径和相对折射率变化的规律。选取二阶微分可见消光光谱不连续点对应的波长... 在光全散射法颗粒粒径测量中,被测颗粒系的消光光谱包含有颗粒粒径、折射率等信息。对常用的单峰及双峰R-R分布的可见消光光谱进行模拟,分析了可见消光光谱随粒径和相对折射率变化的规律。选取二阶微分可见消光光谱不连续点对应的波长作为测量波长,并将可见光边界波长同时作为测量波长,在非独立模式下,采用遗传优化算法反演粒径分布。仿真计算与实验验证结果表明,通过消光光谱分析,可以预先确定被测颗粒系的分布状况,缩小优化算法中反演参数的搜索范围。结合最佳波长选择方法,使测量的精度和可靠性明显提高。对测量光谱加入1%随机噪声时,单峰及多峰分布粒径反演均能得到满意的结果。 展开更多

关键词 粒径测量 光全散射法 可见消光光谱 最佳波长

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