液体颗粒计数器的设计-激光粒度仪VIP免费

液体颗粒计数器的实验设计摘要：本论文主要设计研发一种液体颗粒计数器。颗粒计数器是一种测量液体中不溶颗粒的浓度，其浓度可以用颗粒的体积(质量)与液体的体积(质量)比表示。在实验中我们用体积比来表示浓度。根据Mie散射理论，设计了一种颗粒计数器的实验装置并进行了相关的实验研究，通过测量粒径为5um、10um、25um、76um的标准样品颗粒，测量结果基本准确。通过对测量结果地观察，分析了产生误差的原因并提出相应的改进意见。本论文的主要创新点有：第一，用凸透镜聚集散射光，用一个探测器接收，取代了环形探测器。第二，运用环形光阑收集一定角度范围内的散射光，利用这一角度范围内的光强来表示颗粒大小与光强的关系，避免使用空间多位探测器收集大角度的散射光。关键词：米氏散射；激光粒度仪；颗粒计数器Abstract：Thispapermainlyintroducesakindofliquidparticlecounterofexperiments.Particlecounterisameasureofliquidinsolublegraintheconcentrationofthestar,canusethevolumeofparticles(quality)andthevolumeofliquid(quality)thansaid.Inexperimentswithvolumeweboardsaid.Thispapermainlydesigndevelopingaliquidparticlecounter,usinglaserlightredpointlikedo,accordingtotheMiescatteringtheory,collectcertainanglewithinthescopeofthescatteringlight,againthroughthephotoelectrictransforma-tionandcalculatedmeasuredliquidsizedistribution.Thereasonabledesignofthelightpathandthecorrespondingsoftware,measuringthesizefor5um,10um,25um,76umstandardsampleparticleresultsbasicright.Thisexperimenttothemaininnovationpoints:first,withaburninggatheredscatteringlight,withadetectorsreceiving,replacedtheannulardetector,reducethecosts.Second,tocollectcertainAnglewithinthescopeofthescatteringthelight,usethisAnglewithinthescopeofthelightintensitytotheparticlesizeandlightsaidstrongrelationshipbetween,avoidtousethespaceprobescollectmorethanlargeAnglescatteringlight,reducethecostandreducethesizeoftheinstrument.Keyword:Miescattering,laserparticlesizeanalyzer,particlecounter1.Mie散射理论Mie散射理论是德国科学家GustavMie于1908年，用麦克斯韦的经典波动光学理论，加上适当的边界条件，解出了任意直径，任意折射率的均匀球型颗粒的散射光强角度分布的严格数学解。目前市场上的各种光散射测径仪器的基本原理就是基于Mie散射理论及其近似解[2]。1.1Mie散射基本公式如图1.1所示，一束入射波长为，强度为I0的平面线偏光沿Z轴正向传播，照射在颗粒上，其电场振动方向与X轴平行图1.1散射示意图设位于坐标原点的球型散射颗粒的直径为d，相对折射率为m。根据Mie散射理论，散射光场某点P的散射光强可写为:2I022isinicos(2.1.1)Ir，，12224r式中r为点P到散射颗粒的距离、为散射角。i1和i2称为散射强度函数，分别表示平行与垂直于散射面(由r和z定义的平面)的强度分量，可用散射振幅函数分别表为：i1S1(2.1.2)2i2S2(2.1.3)2按Mie散射理论，散射振幅函数表达式为S12n1nncosbnncos(2.1.4)nn1n12n1anncosbnncos(2.1.5)n1nn1S2式中n、bn为Mie散射系数，表达式为:''nmannmamnn'mn'nmnn''nm(2.1.6)mmnnnbn'mn'nmmnn其中，为颗粒尺寸参数：Z表示m或。Jdz、zH21zz、nzJ1znn2n222121221、zHnz分别表示半整阶的贝赛尔函数和第二类汉克函数。12n2'n、n'表示n和n分别对各自变量的微商。式中n、n为散射角函数，表达式为：ncos1Pn1cos(2.1.7)sind1ncosPn...