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0756-8629811
張晨雨1,2,呂且妮1,2 ,張福根3,*
1.天津大學精密儀器與光電子工程學院,天津 300072;
2.光電信息技術(shù)教育部重點實驗室,天津 300072;
3.珠海真理光學儀器有限公司,廣東 珠海 519100
摘要正文:在基于靜態(tài)光散射原理的粒度測量中,反演計算所用的顆粒折射率數(shù)值的性直接影響測量結(jié)果的性[1,2]。本文定量研究顆粒折射率的誤差對粒度測量性的影響。采用的研究方法是:以計算機數(shù)值模擬為手段,設(shè)置多組不同折射率及粒度分布的樣品,計算相應的散射光能分布,然后用有誤差的折射率數(shù)值,對散射光能分布數(shù)據(jù)進行反演計算,得出粒度分布,再考察反演得到的粒度分布(稱為“測量值”)與原始粒度分布(稱為“實際值”)之間的誤差。本文假設(shè)粒度分布的測量值與實際值的D10、D50和D90的相對誤差分別不超過2%、1%和2%是可以接受的,通過數(shù)值模擬得出各種實際折射率下可接受的顆粒折射率取值的容忍區(qū)間(Refractive Index Tolerance Interval,RITI)。此處,RITI是指一個包含了顆粒折射率實部實際值的連續(xù)區(qū)間[ma, mb],在該區(qū)間內(nèi),相對折射率實部mr取任意值,粒度分布的測量值相對實際值的誤差都在上述可接收的范圍內(nèi)。
在本研究中,假設(shè)散射光的偏振方向垂直于散射面,散射角接收范圍為0.1°~173°,代表粒徑范圍為0.01~140μm。設(shè)定顆粒的相對折射率實部范圍為1.01-2.90。若以水1.333為分散介質(zhì),則此處設(shè)定的折射率實部的絕.對值為1.347到3.866,可覆蓋絕大部分固體物質(zhì)[3]。參考實際的粒度測量操作,折射率虛部取0、0.01、0.1或者1[4]。設(shè)置RR分布模型中分布參數(shù)k=20的不同D50的樣品,進行折射率容忍區(qū)間分析,得到以下結(jié)論:
在實際粒度測量中,若折射率未知,但估計吸收系數(shù)[5]和粒徑范圍滿足上述條件,就可取一個較大的折射率實部值(例如2),仍然可得到性可接受的粒度測量結(jié)果;如果吸收系數(shù)和粒徑未達到上述條件,就有必要先設(shè)法獲得顆粒折射率的數(shù)值,其值在容忍區(qū)間內(nèi)時,可得到性可接受的粒度測量結(jié)果。
關(guān)鍵詞:粒度測量;Mie散射理論;顆粒折射率
參考文獻
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