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基于Mie散射的微粒浓度和粒度测试的理论与实验研究

李亦军  
【摘要】:微粒测试是一项涉及多学科、多领域的技术。由于自然界多数固体物质都是以微粒的形式存在:天然物质如土壤、泥沙、大气粉尘、谷物面粉、蔗糖等;人工物料如煤粉、催化剂、水泥、化肥、颜料、药品等,故与微粒测试和应用有关的技术在环保、石化、医药、化工、煤炭、海洋、水利、冶金、建材、地质、食品等多个工业领域中都有着广泛的应用。 微粒浓度、粒度检测的原理很多,采用光学方法是利用微粒与光的相互作用时所表现的现象和特性,手段众多,各种手段中应用了不同的测试原理和光学系统。 论文的主要工作如下: 本文第二章通过分析微粒与光相互作用时所表现的典型特性,比较了常用和典型的测试技术手段及方法,介绍了基于 Mie 散射理论的激光微粒测试方法。第三章中总结、阐述了 Mie 散射理论中所提出的物理概念、公式及意义,为进一步计算奠定基础。通过散射光强的测定而要想获得微粒粒度必须有微粒散射的理论依据,即通过实验数据与理论计算结果和散射图形进行分析比较;为此第四章根据 Mie 散射理论的两个强度分布函数,计算了微粒散射系数,描绘了微粒的散射图像。本文第五章讨论了以激光后向散射测量微粒浓度的方法和测量理论依据,应用光纤传感器及自制的模拟烟囱进行了实验室测试,实验结果表明微粒粒度小于 10 微米,在一定浓度范围测试的技术手段、方法是


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