测量颗粒粒径分布的方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种测量颗粒粒径分布的方法及装置，其中，测量颗粒粒径分布的方法包括：通过阵列探测器测量颗粒群散射光强的角分布，其中，所述角分布中的离散角度对应所述阵列探测器的各个离散探测像素；选定粒径区间及采样粒径，根据所述粒径区间和所述采样粒径计算所述采样粒径的粒径参数，并基于Mie散射计算系数矩阵；将所述系数矩阵与所述角分布作为最大似然函数迭代反演方法的参数，计算所述颗粒群的最终粒径分布。本发明能够对低信噪比测量数据实现准确的粒径分布反演计算。
【专利说明】测量颗粒粒径分布的方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及颗粒粒径测量【技术领域】，特别涉及一种测量颗粒粒径分布的方法及装置。
【背景技术】
[0002]颗粒粒径的测量在诸如大气科学、燃烧、化学工程等科研与工程领域有非常重要的意义。基于Mie散射的激光散射颗粒粒径测量方法是目前研究最为广泛的一种技术，它保持了传统光学测量技术的特有优点，包括无接触、精度高、速度快、实时性等。对粒径逆散射问题进行建模，探测信号角分布函数可以表达为:
【权利要求】
1.一种测量颗粒粒径分布的方法，其特征在于，包括: 通过阵列探测器测量颗粒群散射光强的角分布，其中，所述角分布中的离散角度对应所述阵列探测器的各个离散探测像素； 选定粒径区间及采样粒径，根据所述粒径区间和所述采样粒径计算所述采样粒径的粒径参数，并基于Mie散射计算系数矩阵； 将所述系数矩阵与所述角分布作为最大似然函数迭代反演方法的参数，计算所述颗粒群的最终粒径分布。
2.根据权利要求1所述的测量颗粒粒径分布的方法，其特征在于，所述将所述系数矩阵与所述角分布作为最大似然函数迭代反演方法的参数，计算所述颗粒群的最终粒径分布的步骤包括: 将所述系数矩阵与所述角分布作为最大似然函数迭代反演方法的参数，计算两个相邻迭代过程的第一粒径分布与第二粒径分布； 计算所述第二粒径分布于所述第一粒径分布之间的误差值； 若确定所述误差值小于设定值，停止反演迭代计算，并将所述第二粒径分布作为所述颗粒群的所述最终粒径分布。
3.根据权利要求2所述的测量颗粒粒径分布的方法，其特征在于，所述将所述系数矩阵与所述角分布作为最大似然函数迭代反演方法的参数，计算两个相邻迭代过程的第一粒径分布与第二粒径分布的步骤具体通过如下公式计算得到:
4.根据权利要求3所述的测量颗粒粒径分布的方法，其特征在于，通过如下公式计算得到所述两个相邻迭代过程之间的误差值:
5.一种测量颗粒粒径分布的装置，其特征在于，包括:阵列探测器与信号采集与处理模块；其中， 所述阵列探测器用于测量颗粒群散射光强的角分布，其中，所述角分布中的离散角度对应所述阵列探测器的各个离散探测像素； 所述信号采集与处理模块用于从所述颗粒群中选定粒径区间及采样粒径，根据所述粒径区间和所述采样粒径计算所述采样粒径的粒径参数，并基于Mie散射计算系数矩阵；将所述系数矩阵与所述角分布作为最大似然函数迭代反演方法的参数，计算所述颗粒群的最终粒径分布。
6.根据权利要求5所述的测量颗粒粒径分布的装置，其特征在于，所述信号采集与处理模块包括: 第一计算单元，用于将所述系数矩阵与所述角分布作为最大似然函数迭代反演方法的参数，计算两个相邻迭代过程的第一粒径分布与第二粒径分布； 第二计算单元，用于计算所述第二粒径分布于所述第一粒径分布之间的误差值； 确定单元，用于若确定所述误差值小于设定值，停止反演迭代计算，并将所述第二粒径分布作为所述颗粒群的所述最终粒径分布。
7.根据权利要求6所述的测量颗粒粒径分布的装置，其特征在于，所述第一计算单元计算两个相邻迭代过程的第一粒径分布与第二粒径分布通过如下公式计算得到:
8.根据权利要求7所述的测量颗粒粒径分布的装置，其特征在于，所述第二计算单元通过如下公式计算得到所述误差值:
【文档编号】G01N15/02GK103983546SQ201410126595
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】杨福桂, 王秋实, 李明, 盛伟繁 申请人:中国科学院高能物理研究所