双分散纳米颗粒系不同光强贡献比例下的动态光散射特性研究

系统研究了103 nm/225 nm、103 nm/388 nm两种双分散颗粒系在不同光强贡献比例下的动态光散射特性,包括平均粒径、分散度poly、自相关函数及其斜率变化与光强贡献的关系.发现双指数法和最小二乘法反演平均粒径比较接近理论值,累积量法反演的平均粒径整体偏小;在大颗粒光强贡献较大时,poly的变化受小颗粒光强的影响较大,反之当小颗粒的光强贡献较大时,poly的变化受大颗粒光强的影响相对较小;在本文研究的条件下,光强贡献比和自相关函数斜率最小值对应的延迟时间具有较好的线性关系;指出在光强贡献比改变时,poly与自相关函数曲线斜率的最小值有相同的变化趋势.研究结果对双分散颗粒系动态光散射特性的精确测量及测量系统的优化有参考价值.     

激光散射法测量TSP和PM10的最佳采光角及立体角的研究

通过对光散射理论的数值模拟,分析了影响颗粒散射光通量F和粒径D之间单值关系的采光方向角、采光立体角和被测颗粒折射率等因素. 与光散射颗粒计数器在异轴90°采光不同,用光散射法测量TSP和PM10在45°方向采光,并采用较大立体角(??? > 50°),能得到较好的F-D关系,同时颗粒折射率的影响也较小.     

基于动态光散射法测量量子点粒径的实验方法

动态光散射技术是进行纳米及亚微米颗粒粒径测量的一种有效方法.通过对量子点特性和动态光散射系统的分析,提出了一种基于动态光散射测量量子点粒径的实验方法,构建实验装置并进行测量与分析.通过CONTIN算法反演量子点粒径,并与电子显微镜和粒径公式得到的粒径数据进行比较,证明动态光散射法是测量量子点粒径的一种有效的方法,为量子点光学特性的快速分析提供了一种新的途径.     

全散射法测量颗粒粒径分布技术的进展

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。     

超声多信号融合表征颗粒两相流实验研究

从颗粒两相流超声波动理论出发,提出多信号融合概念,采用单次和多次反射法同时测量颗粒两相流中高频宽带超声波声阻抗、声速和声衰减谱,获取了颗粒两相流系统中密度、浓度、粒径信息.基于该理论研制了可用于同时测量高浓度颗粒两相流密度、浓度、粒径的装置.高浓度水煤浆颗粒两相流测量结果显示,测量密度、浓度与平均粒径与标准对比较为吻合.     

火灾烟颗粒粒径分布变化模拟研究

实验测量5种标准火烟颗粒分布变化,联合Moment法和FDS对火灾烟雾运动的模拟,实现烟颗粒粒径分布动态变化的预测.对正庚烷试验火(TF5)烟雾颗粒分布模拟中,烟颗粒数总浓度的衰减趋势与实验结果一致,比不考虑凝并和凝并系数为定值时的结果更合理.模拟烟颗粒几何平均粒径缓慢增长,分布展宽,在前300s内,粒径分布参数变化很小,呈自保趋势,与实验一致.烟颗粒的凝并速率对初始几何平均粒径、初始总浓度和不规则的形貌更敏感,烟颗粒数浓度的衰减随凝并系数增大而加快.热释放速率和初始烟颗粒几何平均粒径的确定决定烟雾浓度的量级和预测的准确性.     

基于声发射技术的液固体系颗粒粒径测量

基于声发射技术的颗粒测量方法具有非侵入、安装便利、可实时在线测量等优点.搭建了一套液固体系声发射信号测量装置,采用宽带声发射传感器和高速采集卡采集水-玻璃微珠的液固体系声发射信号.运用Welch算法计算3种粒径的玻璃微珠的功率谱估计,结果表明:不同粒径下,两相体系中玻璃微珠的质量浓度均和功率谱估计面积有良好的线性关系,且就粒径和质量浓度相较而言,颗粒粒径对功率谱估计的影响更大;利用FLUENT软件模拟计算出颗粒碰撞壁面的速度,通过对基于Hertz-Zener理论的预测频谱和实测信号功率谱估计的分析比较,采用最小二乘方法估算出玻璃微珠的粒径,其结果和实际平均粒径较为接近,表明该方法用于颗粒粒径测量的可行性和有效性.     

颗粒粒径的光散射法测量研究

系统论述了测量颗粒粒径常用的几种光散射法,分别是衍射法、全散射法、角散射法和光子相关光谱法,对于颗粒粒径测量技术的发展,具有一定借鉴价值。     

考虑复散射的颗粒群光散射蒙特卡罗算法研究

在Ｍｉｅ光散射理论对单个颗粒光散射计算的基础上，应用蒙特卡罗直接模拟方法实现对颗粒群的复散射计算，得出了不同粒径及分布、不同颗粒浓度条件下，颗粒群的复散射光强分布．该方法可用于在线颗粒测量中的复散射计算．     

透过率起伏频谱空间相关法颗粒测量技术

设计了一种新的透过率起伏频谱空间相关法颗粒测量装置,采用一束线光束作为入射光照射颗粒,一维线阵CCD传感器与线光束对应放置作为透射光的探测器,通过对接收的光信号作相关处理得到透过率起伏频谱.对透过率起伏频谱做了数值计算,同时也实现了TFS-SC在实验上的测量,从透过率起伏频谱中获得了颗粒粒径及浓度信息.实验结果表明:透过率起伏频谱空间相关法不受流场影响.     

布朗运动与动态光散射法表征粒子粒径

动态光散射法是测量纳米及亚微米颗粒粒径的有效方法,其实验对象是处于无规则布朗运动中的粒子。介绍了布朗运动的实质,讨论了动态光散色法的基本原理,并对其测量结果进行了表征。     

大气PM 2.5显微图像粒径大小的测量

基于数字图像处理的原理,提出用八连通判别算法对大气PM 2.5显微图像的二值图像进行标记颗粒和测量颗粒粒径的大小;并在VC 6.0实现了标记和测量颗粒的算法,统计颗粒的尺寸分布。结果表明,这种颗粒标记和粒径测量的方法不受颗粒形状的影响,适用于大气PM 2.5颗粒物的测量。     

颗粒物质分选过程中的速度和角度分布的测量与研究

受颗粒体系混合熵的启发,搭建了基于面阵CCD相机的测量装置,通过金字塔分层光流算法与图像法对均值粒径分别为2.6 mm和1.25 mm的球形颗粒所组成的颗粒系统的分选过程开展了一系列测量,计算得到颗粒体系表面流动层的平均速度与倾斜角,得到如下结论：颗粒体系的总体熵可以描述颗粒分选过程中的细微变化;颗粒体系表面流动层的平均速度受倾斜角的影响,两者表现出正比例关系;在混合颗粒的运动状态为连续雪崩的转速范围内,颗粒体系的总体熵、表面流动层平均速度和倾斜角的变化趋势相一致,说明可以借助平均速度和倾斜角来辅助判断颗粒体系的分选程度。     

风速脉动对跃移运动的影响

对风沙流中随机风场模型进行了描述，然后基于高斯概率分布，利用随机Fourier级数生成脉动风场，进而对混合粒径颗粒在湍流随机风场中的运动进行数值计算，给出了颗粒的垂直质量通量和水平质量通量以及沙粒粒径分布的变化情况。实例分析表明，所提出的算法在给定条件下，数值模拟结果与实际观测结果符合良好。     

激光粒度仪测定阿霉素纳米颗粒的粒径及粒径分布

以阿霉素为模型药物、N-乙烯基吡咯烷酮为单体,通过反相乳液聚合法制备了聚乙烯吡咯烷酮为载体的阿霉素抗癌纳米颗粒.用激光粒度仪测量了纳米颗粒的粒径大小和粒径分布,同时研究了乳化剂浓度、引发剂浓度、体系水量和反应温度对纳米颗粒尺寸的影响.     

基于激光散射法的气溶胶颗粒测量系统的接收参数分析

大型民用客机座舱空气中的颗粒污染物直接影响乘客健康和安全,需要采用有效的气溶胶检测系统及时发现空气品质的好坏,光散射式颗粒计数器是常用的检测设备.在光散射气溶胶颗粒粒径和计数浓度测量方法中,测量结果一般受被测粒子折射率影响.为了提高对客机座舱环境气溶胶粒径的测量精度,根据Mie理论和光通量计算公式,对大气中5种常见气溶胶粒子——水、硫酸、硫酸铵、炭黑和金属以及标准粒子聚苯乙烯（PSL）粒子,在不同接收方向角θ和接收孔径半角β值下的散射光通量F与粒径D关系曲线（F-D曲线）进行了全面系统的计算模拟,并模拟采用PSL标准粒子标定,计算并比较了3种接收参数下粒径模拟测量结果与理论值的误差情况.通过对大量模拟结果的比较分析,发现θ为40°和β为45°的接收参数下,5种粒子的F-D曲线较为接近且单调性较好,表明折射率对5种粒子测量结果的影响都较小.     

基于硅酸盐玻璃的Ag~+-Na~+离子交换光波导

在硅酸盐玻璃基质上用Ag+-Na+离子交换法制备光波导。采用棱镜耦合法测量光波导有效折射率,并用IWKB法计算光波导折射率分布曲线。得到了交换工艺条件和光波导性能之间的关系,讨论了Ag+离子浓度、交换温度和扩散时间对光波导制备工艺的影响。     

单帧单曝光图像法对粉雾剂粉末模型分散效果的研究

利用单帧单曝光图像法(SFSEI),从相互垂直的2个方向分别对不同流量的气流分散作用下的粉雾剂粉末模型的分散粒径(及粒径分布)和颗粒速度(及速度分布)进行测量;将结果与激光衍射法、数值模拟法进行比较;分析了SFSEI法在粉雾剂分散效果测量中的适用性。研究结果表明:实验中颗粒统计数量在750以上时,所得平均粒径和平均速度结果无明显差异;对于实验条件和流道结构,竖直方向拍摄比水平方向拍摄得到的结果更接近激光衍射法和数值模拟的结果;同时,颗粒速度的测量会受粒径大小的影响。使用SFSEI方法时应尽可能减少离焦颗粒比例以提高测量精度,在气体流量较低的情况下更易于实现较高的测量准确性。     

高频测量输沙浓度对湍流脉动的频率响应

为揭示风沙流中输沙浓度对湍流脉动的响应频率,在边界层风洞中对不同粒径沙样进行了两相同步测量.采用高速数字相机以2 000帧/s拍摄跃移粒子连续图像以计算瞬时输沙浓度,配合热线风速仪同步记录跃移层内的湍流脉动.结果表明,沙粒瞬时浓度变化呈典型的随机过程,其频谱规律表明输沙浓度只能响应含能较高的低频湍流脉动.引入小波包变换分析两相数据的能量结构,结果显示沙粒浓度的能量波动约有90%集中在500 Hz内的低频段.输沙浓度对湍流脉动的响应频率受粒子尺寸的影响,对于100～125μm的小粒径沙样,阈值响应频率约为40 Hz,对于300～500μm的大粒径沙样,响应频率约为30 Hz.     

线性结构光心的自适应迭代提取法

针对线结构光测量系统中如何提高光刀中心位置提取精度的问题,根据系统量传递理论,建立了线结构光截面强度的偏态分布分析模型,采用一种基于重心法的自适应迭代算法来提取光刀中心位置,并且分析了被曲面调制后的光刀强度分布变化对光刀中心位置提取精度的影响.分别对45°标准斜面和自由曲面进行了实验,并与阈值重心法、自适应阈值法进行了比较.实验结果表明,自适应迭代提取算法可以得到较稳定、更准确的光刀中心位置数据,精度可从50μm提高到10μm左右,并具有受外界干扰影响较小的特点,因此满足了线结构光测量系统的测量精度要求.