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基于组合频谱技术的激光粒度仪研制

魏永杰  
【摘要】: 随着科学技术的飞速发展,颗粒尺寸大小与产品质量、能耗、环境污染等众多领域的关系日益密切,作用越来越重要。因此,准确测量颗粒尺寸的测量意义重大,激光粒度仪以准确度高、重复性好、测量范围宽的优势,在粒度测量领域占有重要地位。 本文在分析国内外现状的基础上,围绕激光粒度测试技术开展研究。在理论研究、关键技术和样机研制方面进行了大量工作,取得了预期效果。 本文工作的主要创新点如下: 1.提出将组合频谱技术应用于粒度测试的理论,根据该理论提出共轴双探测面的激光粒度测试方法,从而扩大了激光粒度测试的量程和动态范围。 2.基于最优化问题的目标函数构造方法,提出改进共轭梯度算法的无模式数据处理算法,对参数的选取方法进行了研究和讨论,用于求解单峰或多峰的粒度分布,从而提高仪器的精度和分辨率。 3.提出用灰色预测方法修正透镜的渐晕影响,在样品距透镜较远时可以修正测量时的渐晕信号。 4.基于组合频谱技术,研制了两种新型激光粒度仪。包括关键器件硅光电探测器组的研制,以及组合光学系统、信号采集系统和机械系统的研制,通过多元硅光电探测器的不同组合和光路系统的不同布置,可满足0.2 ~ 2000μm和5 ~ 3500μm范围的粒度测量。通过对标准物质的测量实验,验证了所提出理论的正确性和所研制的粒度仪样机的有效性。


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