一种激光粒度仪中大颗粒识别方法技术

本发明专利技术涉及一种激光粒度仪中大颗粒识别方法，包括以下步骤：通过激光粒度仪连续采集规定时间内的激光器强度IO信号和各通道的散射信号，并按先后顺序进行编号；根据IO信号的衰减强度从大到小排序得到排序后的IO衰减曲线，并记录好排序后信号的原来编号；对排序后的IO衰减曲线进行处理、计算得到粒径分布数据。本发明专利技术方法对于大颗粒的测量为首次提出，将消光法原理与Mie散射法原理的结合，再通过数学手段进行校正，保证测试时的准确性与重复性，提高了粗颗粒测量的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种激光粒度仪识别技术，具体的说是一种激光粒度仪中大颗粒识别方法。
技术介绍
激光粒度仪采用激光衍射分析技术，对样品颗粒进行粒度分析测量，并将测量结果及时反馈给控制系统，从而实现对颗粒粒度分布的实时分析与控制。激光粒度仪中大颗粒的测量通常存在着一些灵敏度上的不足，尤其是样品中的大颗粒含量很少时造成散射信号断续出现，这些信号很容易被后续的数据滤波、数据平均等处理所忽略，造成后续反演计算没有大颗粒的信息，也就得不到大颗粒的粒度分布结果了。
技术实现思路
针对现有技术中激光粒度仪对大颗粒的测量存在灵敏度不足、散射信号断续出现等不足，本专利技术要解决的技术问题是提供一种可保证测试时的准确性与重复性的激光粒度仪中大颗粒识别方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术一种激光粒度仪中粗颗粒识别方法，包括以下步骤：通过激光粒度仪连续采集规定时间内的激光器强度I0信号和各通道的散射信号，并按先后顺序进行编号；根据I0信号的衰减强度从大到小排序得到排序后的I0衰减曲线，并记录好排序后信号的原来编号；对排序后的I0衰减曲线进行处理、计算得到粒径分布数据。对排序后的I0衰减曲线进行处理、计算包括以下步骤：截取排序后信号曲线开始到拐点处的信号数据；把截取的部分信号数据按其原来的编号顺序与其相邻的下一个编号信号做减法，得到一系列信号差值，包括散射信号差值GDiff[m][n]和衰减信号差值I0Diff[m]；其中m为采样次数，n为探测器数量；设置粒度数据累积器ACC[x].x0…xi，对应粒径分级区间编号；xi为多通道累积器，i≤n；取散射信号差值GDiff[m][n]与衰减信号差值I0Diff[m]；当m没有达到最大值时，对GDiff[m][n]进行最小二乘拟合，计算其粒度分布数据，然后再与I0Diff[m]计算得到体积浓度数据；根据体积浓度数据与粒度分布数据，计算每个粒径区间的粒径个数，对应累加到粒度数据累积器ACC[x]中，得到粒度分布数据；m＝m+1，返回取散射信号差值GDiff[m][n]与衰减信号差值I0Diff[m]步骤，直到m达到最大值，结束一次处理、计算过程。I0衰减曲线的曲线深度代表粗颗粒粒径范围，曲线深度越大表示粗颗粒粒径的上限越大；曲线的拐点处代表波动的激光I0衰减信号和不波动信号的分界点，粗颗粒含量越多波动的衰减信号越多，排序后信号的拐点越靠后；反之粗颗粒含量越少，排序后信号的拐点越靠前。本专利技术具有以下有益效果及优点：1.本专利技术方法对于大颗粒的测量为首次提出，将消光法原理与Mie散射法原理的结合，再通过数学手段进行校正，保证测试时的准确性与重复性。2.以前粗颗粒信号都是高频信号，往往滤波后都被滤除掉，粗颗粒测试不准确，而本专利技术不进行信号滤波，对高频信号单独处理，使粗颗粒信息完全保留下来，提高了粗颗粒测量的准确性。附图说明图1为本专利技术方法中涉及的I0衰减曲线图；图2为本专利技术方法流程图。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术作进一步阐述。大颗粒经过激光粒度仪检测区时，由于颗粒遮挡光的面积较大，会造成激光器的原始光强I0有明显的衰减，粒径不同衰减的程度不一样。这个衰减程度包含着粒径大小的信息。本实施例中，在一定时间内连续采集一组激光器强度I0信号和各通道的散射信号，对这组信号按照I0衰减强度进行从大到小排序，得到排序后的I0衰减曲线。如图1所示，曲线深度代表粗颗粒粒径范围，曲线深度越大表示粗颗粒粒径的上限越大，因为粒径越大的颗粒造成的激光衰减值越大，所以信号越高，体现到排序后的曲线上就是深度越大。曲线的拐点处代表的是波动的激光I0衰减信号和不波动信号的分界点，粗颗粒含量越多波动的衰减信号就越多，体现在排序后信号的拐点越靠后。反之粗颗粒含量越少，排序后信号的拐点越靠前。对信号曲线的采集处理及解析并得到粒径分布数据的方法流程如下：如图2所示，本专利技术激光粒度仪中大颗粒识别方法包括以下步骤：通过激光粒度仪连续采集规定时间内的激光器强度I0信号和各通道的散射信号，并按先后顺序进行编号；根据I0信号的衰减强度从大到小排序得到排序后的I0衰减曲线，并记录好排序后信号的原来编号；截取排序后信号曲线开始到拐点处的信号数据，准备进行粒度数据计算；把截取的部分信号数据按其原来的编号顺序与其相邻的下一个编号信号做减法，得到一系列信号差值，包括散射信号差值GDiff[m][n]和衰减信号差值I0Diff[m]；散射信号差值为二维数组，因为散射信号包括多个散射角度的数据，m为采样次数，n为探测器数量；设置粒度数据累积器ACC[x].x0…xi，对应粒径分级区间编号；取散射信号差值GDiff[m][n]与衰减信号差值I0Diff[m]；判断m是否达到最大？对GDiff[m][n]进行最小二乘拟合，计算其粒度分布数据，然后再与I0Diff[m]计算得到体积浓度数据；根据体积浓度数据与粒度分布数据，计算每个粒径区间的粒径个数，对应累加到粒度数据累积器ACC[x]中，得到粒度分布数据。本专利技术方法在实际应用过程中要克服两个缺陷，一个是颗粒通过检测区光束的位置不同时，I0的衰减程度不同，因为激光器光强分布是不均匀的高斯分布。另一个是每一时刻通过检测区的大颗粒数量和粒径可能不同，造成的I0衰减程度也是不同。为了克服这两个缺陷，在对曲线求解过程中本专利技术采用了I0衰减强度与散射光强度对比法，还有散射信号的最小二乘反演限度法，两种方法同时结合使用，很好的解决了上述的两个缺陷。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光粒度仪中大颗粒识别方法，其特征在于包括以下步骤：通过激光粒度仪连续采集规定时间内的激光器强度I0信号和各通道的散射信号，并按先后顺序进行编号；根据I0信号的衰减强度从大到小排序得到排序后的I0衰减曲线，并记录好排序后信号的原来编号；对排序后的I0衰减曲线进行处理、计算得到粒径分布数据。

【技术特征摘要】
1.一种激光粒度仪中大颗粒识别方法，其特征在于包括以下步骤：
通过激光粒度仪连续采集规定时间内的激光器强度I0信号和各通道的
散射信号，并按先后顺序进行编号；
根据I0信号的衰减强度从大到小排序得到排序后的I0衰减曲线，并记
录好排序后信号的原来编号；
对排序后的I0衰减曲线进行处理、计算得到粒径分布数据。
2.按权利要求1所述的激光粒度仪中大颗粒识别方法，其特征在于：
对排序后的I0衰减曲线进行处理、计算包括以下步骤：
截取排序后信号曲线开始到拐点处的信号数据；
把截取的部分信号数据按其原来的编号顺序与其相邻的下一个编号信
号做减法，得到一系列信号差值，包括散射信号差值GDiff[m][n]和衰减信
号差值I0Diff[m]；其中m为采样次数，n为探测器数量；
设置粒度数据累积器ACC[x].x0…xi，对应粒径分级区间编号；xi为多
通道累积器，i≤n；

【专利技术属性】
技术研发人员：范继来，李闯，
申请(专利权)人：丹东百特仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21