基于连续光谱的颗粒测试方法研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：201431205005河北工业大学硕士学位论文基于连续光谱的颗粒测试方法研究论文作者：俞浩蛟学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：仪器仪表工程指导教师：魏永杰职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofInstrumentationEngineeringRESEARCHONPARTICLEMEASUREMENTWITHCONTINUOUSSPECTRUMbyYuHaojiaoSupervisor:ProfessorWeiYongji

2、eMay2017原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论

3、文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要颗粒与生产以及生活息息相关，颗粒测量在各个领域内有着越来越重要的作用。光散射法测量颗粒是现在广泛应用的测量方法之一，其测量操作简单、速度快、可以实现非接触测量，在环境、能源、材料、消防等领域的固体、液体和气体颗粒测量方面得到了很好的应用。光散射法测量颗粒受光路结构形式、光源特点、探测器数量、现场应用条件以及小颗粒的散射信号比较微弱的限制，往往信息量小，反算测量结果比较困难。本文基于光散射理论

4、，采用连续光谱散射法进行了颗粒度测量研究，并开展了初步实验。论文主要工作如下：1.论述了颗粒及颗粒测量作用，分析了目前颗粒测量常用测量方法及特点。在Mie散射理论基础上，主要针对光散射的颗粒测量方法开展研究，分析了单波长颗粒测量的优缺点，提出了连续波长的光谱散射式的颗粒测量方法，并通过分析散射光能分布，验证了该方法的可行性。2.采用连续光谱散射方法，设计了两种结构型式，一种是采用相同时刻的空间连续波长和光谱仪光谱测量的结构；另一种是采用不同时刻的多个波长和单光电探测器件的结构，从而简化连续光谱的光源和探测器结构。对两种结构进行了分析，搭建了空间连续光谱颗粒实验系统，确定了多波

5、长结构的开发方案。3.根据多波长结构的颗粒测量方案，设计了测量结构系统和硬件电路，并编写了下位机程序，实现了上下位机的通讯。4.进行了两种结构系统的实验，得到了空间连续光谱系统的光谱；对多波长结构进行了信号采集实验，对结果进行了对比分析。5.开发了基于偏振晶体的时间连续光谱的光强调控装置，并进行了实验。关键字：连续光谱；散射；颗粒浓度；颗粒粒度分布IABSTRACTParticlesarecloselyrelatedtoindustryandlife.Particlemeasurementplaysanimportantroleinvariousfields.Lightsca

6、tterparticlesizemeasurementisoneofthewidelyusedmethods.Themeasurementissimple,fast,andcanachievenon-contactmeasurement.Itcanappliedinsolid,liquidandgasparticlemeasurementinenvironment,energy,materials,fireandotherareas.Thelightscatteringmethodislimitedbythestructureofopticalpath,thecharacte

7、risticsofthelightsource,thenumberofdetectors,theconditionsofthefieldapplicationandtheweakscatteredsignalofthesmallparticles.Itisdifficulttoinversemeasurementresultsbecausetheinformationisnotenough.Basedonthelightscattertheory,thecontinuousspectralscatter