測量顆粒粒徑分布的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種測量顆粒粒徑分布的方法及裝置，其中，測量顆粒粒徑分布的方法包括：通過陣列探測器測量顆粒群散射光強的角分布，其中，所述角分布中的離散角度對應所述陣列探測器的各個離散探測像素；選定粒徑區間及采樣粒徑，根據所述粒徑區間和所述采樣粒徑計算所述采樣粒徑的粒徑參數，并基于Mie散射計算系數矩陣；將所述系數矩陣與所述角分布作為最大似然函數迭代反演方法的參數，計算所述顆粒群的最終粒徑分布。本發明能夠對低信噪比測量數據實現準確的粒徑分布反演計算。
【專利說明】測量顆粒粒徑分布的方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及顆粒粒徑測量【技術領域】，特別涉及一種測量顆粒粒徑分布的方法及裝置。
【背景技術】
[0002]顆粒粒徑的測量在諸如大氣科學、燃燒、化學工程等科研與工程領域有非常重要的意義。基于Mie散射的激光散射顆粒粒徑測量方法是目前研究最為廣泛的一種技術，它保持了傳統光學測量技術的特有優點，包括無接觸、精度高、速度快、實時性等。對粒徑逆散射問題進行建模，探測信號角分布函數可以表達為:
【權利要求】
1.一種測量顆粒粒徑分布的方法，其特征在于，包括: 通過陣列探測器測量顆粒群散射光強的角分布，其中，所述角分布中的離散角度對應所述陣列探測器的各個離散探測像素； 選定粒徑區間及采樣粒徑，根據所述粒徑區間和所述采樣粒徑計算所述采樣粒徑的粒徑參數，并基于Mie散射計算系數矩陣； 將所述系數矩陣與所述角分布作為最大似然函數迭代反演方法的參數，計算所述顆粒群的最終粒徑分布。
2.根據權利要求1所述的測量顆粒粒徑分布的方法，其特征在于，所述將所述系數矩陣與所述角分布作為最大似然函數迭代反演方法的參數，計算所述顆粒群的最終粒徑分布的步驟包括: 將所述系數矩陣與所述角分布作為最大似然函數迭代反演方法的參數，計算兩個相鄰迭代過程的第一粒徑分布與第二粒徑分布； 計算所述第二粒徑分布于所述第一粒徑分布之間的誤差值； 若確定所述誤差值小于設定值，停止反演迭代計算，并將所述第二粒徑分布作為所述顆粒群的所述最終粒徑分布。
3.根據權利要求2所述的測量顆粒粒徑分布的方法，其特征在于，所述將所述系數矩陣與所述角分布作為最大似然函數迭代反演方法的參數，計算兩個相鄰迭代過程的第一粒徑分布與第二粒徑分布的步驟具體通過如下公式計算得到:
4.根據權利要求3所述的測量顆粒粒徑分布的方法，其特征在于，通過如下公式計算得到所述兩個相鄰迭代過程之間的誤差值:
5.一種測量顆粒粒徑分布的裝置，其特征在于，包括:陣列探測器與信號采集與處理模塊；其中， 所述陣列探測器用于測量顆粒群散射光強的角分布，其中，所述角分布中的離散角度對應所述陣列探測器的各個離散探測像素； 所述信號采集與處理模塊用于從所述顆粒群中選定粒徑區間及采樣粒徑，根據所述粒徑區間和所述采樣粒徑計算所述采樣粒徑的粒徑參數，并基于Mie散射計算系數矩陣；將所述系數矩陣與所述角分布作為最大似然函數迭代反演方法的參數，計算所述顆粒群的最終粒徑分布。
6.根據權利要求5所述的測量顆粒粒徑分布的裝置，其特征在于，所述信號采集與處理模塊包括: 第一計算單元，用于將所述系數矩陣與所述角分布作為最大似然函數迭代反演方法的參數，計算兩個相鄰迭代過程的第一粒徑分布與第二粒徑分布； 第二計算單元，用于計算所述第二粒徑分布于所述第一粒徑分布之間的誤差值； 確定單元，用于若確定所述誤差值小于設定值，停止反演迭代計算，并將所述第二粒徑分布作為所述顆粒群的所述最終粒徑分布。
7.根據權利要求6所述的測量顆粒粒徑分布的裝置，其特征在于，所述第一計算單元計算兩個相鄰迭代過程的第一粒徑分布與第二粒徑分布通過如下公式計算得到:
8.根據權利要求7所述的測量顆粒粒徑分布的裝置，其特征在于，所述第二計算單元通過如下公式計算得到所述誤差值:
【文檔編號】G01N15/02GK103983546SQ201410126595
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月31日 優先權日:2014年3月31日
【發明者】楊福桂, 王秋實, 李明, 盛偉繁 申請人:中國科學院高能物理研究所
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