基于圖像的光散射法粒度測試研究.pdf

1、粒度是顆粒最重要的特征之一，對顆粒粒度的研究很大程度上依賴于粒度測試技術(shù)的可靠性。隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，顆粒測試技術(shù)在不斷的更新和完善，其中光散射法集成了激光技術(shù)、現(xiàn)代光電技術(shù)、電子技術(shù)和計算機技術(shù),具有測試速度快、重復(fù)性好、可測粒徑范圍廣、可進行非接觸測試等優(yōu)點。論文中就是使用的光散射法測試顆粒粒度。
　　 本論文主要是用圖像處理技術(shù)設(shè)計自己的光檢測器和應(yīng)用米氏散射理論（Mie理論）對顆粒粒度進行反演，主要分為四個部分：

2、r>　　 1、光散射理論研究：本論文主要選用了當前比較權(quán)威的Mie理論，并對其數(shù)值計算方法進行研究，采用了在當量直徑小于1000時使用連分式算法，反之使用后向遞推算法進行高精度計算，計算結(jié)果表明該方法兼顧了準確性和速度。
　　 2、圖像處理方法設(shè)計光檢測器：在粒度儀中，一個很重要的方面是光檢測器的設(shè)計與實現(xiàn)?，F(xiàn)在普遍使用的是光電池檢測器陣列或光電二極管檢測器陣列，兩者的性能都較好，能夠長期穩(wěn)定工作。但由于采用的材料價格昂貴，且

3、分辨率較低，限制了儀器的推廣應(yīng)用，因此使用低價格的材料是該種儀器發(fā)展的必然趨勢。本文針對此問題進行了研究。
　　 研究使用圖像處理技術(shù)設(shè)計光檢測器是一種新的思想，在國內(nèi)算是一次理論創(chuàng)新。主要是使用COMS攝像頭采集光散射譜圖像，再利用圖像處理技術(shù)對光散射譜圖像進行分環(huán)。并建立了基于圖像處理技術(shù)光檢測器的實驗系統(tǒng)，實驗證明利用圖像處理方法對光散射譜圖像進行分環(huán)，設(shè)計光檢測器是可行的。但是裝置的測試范圍比較窄，需要在以后的工作中加以

4、研究與解決。
　　 3、光通量和光散射矩陣的計算：根據(jù)自己設(shè)計的光檢測器，計算光通量，光通量=各光環(huán)所對應(yīng)的像素點上的灰度值相加，并建立了Mie散射矩陣計算模型，為粒度反演打下了良好的基礎(chǔ)。
　　 4、粒度反演算法：研究發(fā)現(xiàn)通過測試散射光強來計算顆粒的粒度分布是典型的反問題。理論反演計算一直是激光粒度儀的關(guān)鍵和難點，迄今未徹底解決。文中討論了關(guān)于E=TW病態(tài)方程的幾種算法，在綜合各種算法的優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，建立了的基于Mi