基于Mie散射理論測(cè)量微小球粒粒徑的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、微小顆粒的尺寸測(cè)量有理論和實(shí)踐意義。利用光散射技術(shù)測(cè)量粒徑分布，以其眾多優(yōu)點(diǎn)在小顆粒測(cè)量領(lǐng)域得到廣泛重視，是最先進(jìn)的、最具廣泛發(fā)展前景的測(cè)量方法。事實(shí)上，現(xiàn)有的幾十種粒度儀都是如此。 1908年，德國(guó)科學(xué)家GustavMie(米氏)用經(jīng)典波動(dòng)光學(xué)理論的麥克斯韋方程組，加上適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件，解出了任意直徑，任意成分的均勻球型粒子的散射光強(qiáng)角分布的嚴(yán)格數(shù)學(xué)解。目前各種光散射測(cè)粒技術(shù)的基本原理主要就是基于Mie散射理論及其近似結(jié)論。

2、 我們?cè)诨贛ie氏理論的光散射粒徑測(cè)量方面做了理論、數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究，具體內(nèi)容如下： ●充分調(diào)研并掌握了目前國(guó)內(nèi)外激光粒度儀的測(cè)量原理、發(fā)展現(xiàn)狀和相關(guān)產(chǎn)品信息。 ●學(xué)習(xí)了Mie氏散射理論，詳細(xì)推導(dǎo)了Mie氏理論的數(shù)值計(jì)算方法。對(duì)單分散體系和RR分布下的多分散體系的散射光強(qiáng)角分布曲線等作了大量計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算。 ●對(duì)任意多分散體系，我們用獨(dú)立算法——單純形調(diào)優(yōu)法——進(jìn)行編程計(jì)算，分析了該算法的各種參數(shù)對(duì)計(jì)算結(jié)

3、果的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這種方法耗時(shí)多且準(zhǔn)確性差，并不是一個(gè)好方法。 ●受參數(shù)算法Phillips-Twomey法的啟發(fā)，我們采用矩陣變換技巧，對(duì)RR分布，成功模擬了由散射光強(qiáng)角分布反求散射微粒粒徑分布。該方法可以推廣到任意雙參數(shù)分布計(jì)算。 ●在實(shí)驗(yàn)方面，與前人工作不同，我們使用一維CCD探測(cè)器和一個(gè)便攜式532nm固態(tài)激光器替代傳統(tǒng)的半環(huán)型半導(dǎo)體光電探測(cè)器和較大尺寸的He-Ne激光器，使得整個(gè)結(jié)構(gòu)變得緊湊。 ●利用