微粒群的粒度和溶液的折射率测量的研究

论文题目: 微粒群的粒度和溶液的折射率测量的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 物理电子学

作者: 贾光明

导师: 张贵忠

关键词: 氏散射,激光粒度仪,折射率,干涉仪

文献来源: 天津大学

发表年度: 2005

论文摘要: 在工农业生产和科学研究中,光学测量技术以其独有的非接触性、高测量精度、易实现不带电测量、良好的重复性和便携性等优点得到广泛的重视和应用,呈现出蓬勃发展的势头。本文的研究内容主要集中在基于Mie氏散射理论的微粒粒径分布的测量和基于光纤Fabry-Perot干涉仪的液体折射率测量两个方面。围绕这两个光电测量手段,本文所做的主要工作和取得的研究成果如下:一.在微粒粒径分布的测量方面:1.采用全固态倍频Nd:YAG激光器取代传统的He-Ne激光器作光源,以一维线阵CCD取代传统的同心环光电探测器作为光信号探测器,自行搭建起一套测量微粒粒径分布的光电实验装置。采用中国国家标准物质中心提供的标准颗粒试样进行了单分散体系粒子群的粒度实际测量,从而验证了该实验装置及所建数学模型的可靠性;2.首次测定了国家标准物质中心提供的聚苯乙烯小球颗粒的折射率,为其在激光粒度仪的校准等场合的应用提供了一个重要光学参数;3.在理论上建立了多分散体系粒子群R-R粒径分布条件下的光散射测量的数学模型,并进行了大量的计算机数值模拟计算。讨论了在随机噪声存在的情况下,待测粒子群真实粒径分布的变化对测量精度的影响问题。该讨论适用于现今静态光散射型激光粒度仪;4.测量了加湿器产生的多分散体系雾滴群的粒径分布,通过与厂商公布的有关数据相比较,验证了本实验装置及有关算法的有效性。二.在液体折射率的测量方面:1.在理论上分析了采用Fabry-Perot干涉仪实现液体折射率高精度测量的原理和可行性;2.在实验上以单模石英光纤为传光介质,Fabry-Perot干涉仪为传感器件,面阵分体CCD为图像探测系统组成测量装置,对不同浓度的酒精水溶液进行了测量。首次给出了测量过程中的干涉环图样的动态变化过程。实验的初步结果证明,采用该系统可以探测到10-5数量级的折射率变化量,相应的体积浓度变化量约在0.04%左右,达到设计目的。

论文目录:

中文摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 微粒粒径测量技术的应用价值

1.2 光散射法测量微粒粒径技术简介

1.3 基于Mie 氏散射及Fraunhofer 衍射理论的光散射测量技术的历史及现状

1.4 中国有关粒度计量的组织机构——中国颗粒学会

1.5 光纤法布里-珀罗腔液体折射率测量技术简介

1.6 本文的研究内容

第二章 光散射法测量微粒粒径分布的相关理论

2.1 光散射理论简介

2.2 Mie 氏散射理论

2.3 瑞利散射理论

2.4 夫朗和费衍射理论

2.5 不相关单散射条件

2.6 非独立模型分布和独立模型分布

2.7 小结

第三章 国家标准物质球粒的折射率的测定

3.1 引言

3.2 测量方法的理论分析

3.3 测量系统的设计

3.4 测量过程及结果分析

3.5 小结

第四章 单分散体系粒子群的粒径测量

4.1 引言

4.2 测量方法的理论分析

4.3 测量系统的设计

4.4 测量过程及结果讨论

4.5 测量误差分析

4.6 测量系统的适用粒径范围分析

4.7 小结

第五章 基于Rosin-Rammler 分布的多分散粒子体系的粒径分布测量

5.1 引言

5.2 最优化原理的相关理论

5.3 Phillips-Twomey 算法

5.4 Rosin-Rammler 分布（R-R 分布）

5.5 符合Rosin-Rammler 分布的微粒粒径分布的测量

5.6 加湿器产生的液滴群的粒径分布测量

5.7 误差分析

5.8 小结与展望

第六章 基于Fabry-Perot 干涉仪的光纤液体折射率测量概述

6.1 引言

6.2 液体折射率的测量方法简介

6.3 光纤传感技术简介

6.4 Fabry-Perot 干涉仪在高精度测量中的应用

6.5 本文的研究内容

第七章 光纤F-P 干涉仪液体折射率测量系统的设计原理与实际测量

7.1 Fabry-Perot（F-P）干涉仪测量液体折射率的基本原理

7.1.1 多光束干涉原理

7.1.2 Fabry-Perot 干涉仪的构成

7.1.3 F-P 干涉仪测量液体折射率的原理

7.2 测量装置中Fabry-Perot 干涉仪的设计

7.3 液体折射率测量系统的设计

7.4 液体折射率的测量过程及结果讨论

7.5 误差分析

7.6 小结与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢

发布时间: 2007-04-17

参考文献

• [1].基于波长调制SPR折射率测量系统研究[D]. 黄妍.黑龙江大学2012
• [2].飞秒写制长周期光纤光栅的光谱特征及传感应用[D]. 张玲.山东大学2012
• [3].红外材料低温折射率测量技术研究[D]. 倪磊.中国科学院研究生院（光电技术研究所）2013
• [4].微小生物体的数字全息显微层析成像技术研究[D]. 潘哲朗.暨南大学2016

相关论文

• [1].液体折射率及液相扩散系数的测量方法研究[D]. 李强.云南大学2013
• [2].基于组合频谱技术的激光粒度仪研制[D]. 魏永杰.天津大学2007
• [3].粒子光散射的几何光学近似方法研究[D]. 李祥震.西安电子科技大学2009
• [4].光全散射法颗粒粒径分布反演算法的研究[D]. 唐红.哈尔滨工业大学2008
• [5].光散射法颗粒大小与形状分析[D]. 王清华.南京工业大学2003
• [6].基于Mie散射的微粒浓度和粒度测试的理论与实验研究[D]. 李亦军.中北大学2005
• [7].光纤光栅折射率传感技术研究[D]. 丁金妃.浙江大学2006
• [8].光散射法测粒技术延伸测量下限的研究[D]. 沈建琪.上海理工大学1999
• [9].用于纳米颗粒粒度测量的模拟探测动态光散射技术研究[D]. 王刚.吉林大学2006
• [10].非均匀粒子光散射特性及折射率分布测量研究[D]. 姜会芬.西安电子科技大学2007

标签：氏散射论文;  激光粒度仪论文;  折射率论文;  干涉仪论文;