The invention relates to a particle size distribution measurement device and a method based on closed loop control principle. The components used include: visible light laser, beam expander, diaphragm, sample pool, Fu Liye lens, ring photoelectric detector, data acquisition card and host computer. The method comprises the following steps: firstly, the diffraction type measuring device for small angle diffraction light distribution; then, based on FK (x) said the first k particle size distribution reconstruction, obtain the initial value of F0 (x) and F1 (x); then, based on the principle of closed-loop control, to control the reconstruction error for objects. By using the iterative formula for reconstruction of particle size distribution; finally, how to judge whether the condition iteration termination if it is, then stop the iteration and output the results of reconstruction, or return to the previous step of the iterative formula. The above device and method can suppress the influence of the limited information obtained from the diffraction information in practical applications, improve the resolution and reconstruction accuracy of the particle size distribution, and have important practical value and good application prospect in the field of particle size distribution measurement.
【技术实现步骤摘要】
一种基于闭环控制原理的粒径分布测量装置及方法(一)
本专利技术涉及一种基于闭环控制原理的粒径分布测量装置及方法,属于基于光散射测量原理的颗粒粒径分布测量领域。(二)
技术介绍
颗粒粒径在火力发电厂、制药、化工和食品加工等领域中都是一个重要的参数,在这些领域中,通过测量、控制颗粒粒径可以有效地提高生产力、产品质量和过程效率。因此,人们在过去的数十年间研究并发展出多种测量方法,比如显微镜、筛分、沉淀、光散射、气体吸附等。其中,光散射法以其快速、非侵入、宽动态范围和较高的准确性,在实际应用中占主要地位。光散射法粒径分布测量的基本原理是:由激光器产生一束入射光,入射光接触样品池内的待测颗粒系并发生散射,散射光被位于样品池另一端的光电探测器阵列接收。根据测得的散射光的光强分布情况,通过求解逆散射问题来获得待测颗粒系的粒径分布情况。其中,Mie散射理论是研究散射问题的基本理论,由它可以得到平行光束被球形颗粒散射后在光场中分布的精确解(RieflerN,WriedtT.IntercomparisonofInversionAlgorithmsforParticle‐SizingUsingMieScattering[J].Particle&ParticleSystemsCharacterization,2008,25(3):216-230.)。然而,其计算非常复杂,在实际应用中受到较多限制,通常适用于实验室内、亚微米级颗粒的测量。在一些工业场合中,颗粒粒径远大于入射光波长,就可以忽略前向散射光中的散射和反射,只考虑颗粒带来的衍射效应,将Mie散射理论简化为Fraun ...
【技术保护点】
一种基于闭环控制原理的粒径分布测量装置及方法,采用的测量装置由可见光激光器、扩束镜、光阑、样品池、傅里叶透镜、环形光电探测器、数据采集卡和上位机等组成,其特征在于:利用基于闭环控制原理的反演方法,获得颗粒粒径分布,包括以下步骤:步骤一,可见光激光器发出波长为λ的激光,经扩束镜、光阑后形成一束光强为I0的平行单色光,该入射光与样品池内的待测颗粒悬浊液接触并发生散射,于傅里叶透镜的后焦平面上形成衍射图样;步骤二,采用m环的环形光电探测器获得透镜焦平面上的光能分布,并根据公式(1)将光能信号ei变换为衍射光强分布Imea(θi),
【技术特征摘要】
1.一种基于闭环控制原理的粒径分布测量装置及方法,采用的测量装置由可见光激光器、扩束镜、光阑、样品池、傅里叶透镜、环形光电探测器、数据采集卡和上位机等组成,其特征在于:利用基于闭环控制原理的反演方法,获得颗粒粒径分布,包括以下步骤:步骤一,可见光激光器发出波长为λ的激光,经扩束镜、光阑后形成一束光强为I0的平行单色光,该入射光与样品池内的待测颗粒悬浊液接触并发生散射,于傅里叶透镜的后焦平面上形成衍射图样;步骤二,采用m环的环形光电探测器获得透镜焦平面上的光能分布,并根据公式(1)将光能信号ei变换为衍射光强分布Imea(θi),其中,ei是环形光电探测器中第i环的测量值,i=1,2,…,m,θi是第i环对应的衍射角,θ0=0,F是透镜焦距;然后令θmax=θm,并通过插值获得θ∈[0,θmax]区间内连续的衍射光强分布曲线Imea(θ);步骤三,以fk(x)表示粒径数量频度分布第k次重建结果,获取粒径分布的初值f0(x)以及f1(x),令...
【专利技术属性】
技术研发人员:曹章,徐立军,牛贺,解恒,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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