微型化霧粒粒徑測量儀的研究.pdf

1、由于目前工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對顆粒粒徑測量的需求相當(dāng)活躍，研究各種粒徑測量技術(shù)和開發(fā)各種粒徑測量儀的重要性很突出，國內(nèi)的研究水平和儀器制造技術(shù)的成熟度與國外的發(fā)展水平相當(dāng)?，F(xiàn)階段，基于各種測量原理的顆粒測量技術(shù)比較多。其中，光學(xué)法測量粒徑具有諸多優(yōu)點，在顆粒粒徑測量儀上獲得了廣泛的應(yīng)用。重慶大學(xué)成功研制的針對噴霧場霧粒粒徑分布的WL型測量儀，其技術(shù)水平走在了國內(nèi)前列，但該測量儀的體積較大，現(xiàn)場使用和操作不便。因此，在該測量儀的基礎(chǔ)上，研制微型化

2、的霧粒粒徑測量儀十分迫切。論文就是圍繞著這個問題來展開的。 微型化霧粒粒徑分布測量儀的測量原理是米氏光散射理論，當(dāng)不同粒徑的顆粒被平行激光束照射后，發(fā)生光散射現(xiàn)象，散射光的參數(shù)包含有被測顆粒粒徑的信息，但其數(shù)值計算量大且復(fù)雜。當(dāng)顆粒粒徑滿足一定條件時，米氏光散射可以用夫瑯和費衍射來近似。因此，只要測量出不同角度的衍射光能量，在理論上就可反演出顆粒的粒徑分布。針對不同的顆粒群，可以使用不同的分布函數(shù)去逼近被測顆粒的粒徑分布，其中，

3、比較常用的是雙R-R分布函數(shù)?；蛘?，使用獨立模式算法反演數(shù)據(jù)。測量儀器采用的光路直接影響儀器的結(jié)構(gòu)尺寸，接收透鏡和采樣區(qū)位置的關(guān)系具有不同的配置方案，由于霧粒粒徑測量儀應(yīng)用背景的限制，所采用的光路配置方案是被測顆粒位于透鏡前方，光能接收器件位于透鏡后焦面上。 微型化霧粒粒徑測量儀基于激光衍射法原理測量霧粒粒徑的分布，應(yīng)用分離式模塊設(shè)計理念，優(yōu)化設(shè)計過程，將測量儀在功能上劃分為獨立的三個部分，即起數(shù)據(jù)采集作用的探測器，數(shù)據(jù)處理、顯

4、示并存貯的PC機軟件系統(tǒng)和連接探測器與PC機的轉(zhuǎn)接頭。探測器的設(shè)計是論文的重點和難點，是實現(xiàn)測量儀微型化的關(guān)鍵問題，其正確的功能劃分和優(yōu)化設(shè)計是實現(xiàn)微型化的保證。探測器的設(shè)計有：光學(xué)器件的設(shè)計和選取、電路的設(shè)計、采樣區(qū)大小控制裝置和防污染裝置的設(shè)計。PC機軟件系統(tǒng)的設(shè)計有：與探測器通訊、數(shù)據(jù)反演、數(shù)據(jù)庫的設(shè)計等。在PC機和探測器之間巧妙地加入一個轉(zhuǎn)接頭，負(fù)責(zé)不同通訊協(xié)議的電氣轉(zhuǎn)換和為探測器提供電源。整個儀器結(jié)構(gòu)緊湊、智能化程度較高，可在