基于圖像的光散射法粒度測(cè)試研究.pdf

1、粒度是顆粒最重要的特征之一，對(duì)顆粒粒度的研究很大程度上依賴于粒度測(cè)試技術(shù)的可靠性。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，顆粒測(cè)試技術(shù)在不斷的更新和完善，其中光散射法集成了激光技術(shù)、現(xiàn)代光電技術(shù)、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),具有測(cè)試速度快、重復(fù)性好、可測(cè)粒徑范圍廣、可進(jìn)行非接觸測(cè)試等優(yōu)點(diǎn)。論文中就是使用的光散射法測(cè)試顆粒粒度。
　　 本論文主要是用圖像處理技術(shù)設(shè)計(jì)自己的光檢測(cè)器和應(yīng)用米氏散射理論（Mie理論）對(duì)顆粒粒度進(jìn)行反演，主要分為四個(gè)部分：

2、r>　　 1、光散射理論研究：本論文主要選用了當(dāng)前比較權(quán)威的Mie理論，并對(duì)其數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行研究，采用了在當(dāng)量直徑小于1000時(shí)使用連分式算法，反之使用后向遞推算法進(jìn)行高精度計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明該方法兼顧了準(zhǔn)確性和速度。
　　 2、圖像處理方法設(shè)計(jì)光檢測(cè)器：在粒度儀中，一個(gè)很重要的方面是光檢測(cè)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在普遍使用的是光電池檢測(cè)器陣列或光電二極管檢測(cè)器陣列，兩者的性能都較好，能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。但由于采用的材料價(jià)格昂貴，且

3、分辨率較低，限制了儀器的推廣應(yīng)用，因此使用低價(jià)格的材料是該種儀器發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文針對(duì)此問題進(jìn)行了研究。
　　 研究使用圖像處理技術(shù)設(shè)計(jì)光檢測(cè)器是一種新的思想，在國(guó)內(nèi)算是一次理論創(chuàng)新。主要是使用COMS攝像頭采集光散射譜圖像，再利用圖像處理技術(shù)對(duì)光散射譜圖像進(jìn)行分環(huán)。并建立了基于圖像處理技術(shù)光檢測(cè)器的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)證明利用圖像處理方法對(duì)光散射譜圖像進(jìn)行分環(huán)，設(shè)計(jì)光檢測(cè)器是可行的。但是裝置的測(cè)試范圍比較窄，需要在以后的工作中加以

4、研究與解決。
　　 3、光通量和光散射矩陣的計(jì)算：根據(jù)自己設(shè)計(jì)的光檢測(cè)器，計(jì)算光通量，光通量=各光環(huán)所對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)上的灰度值相加，并建立了Mie散射矩陣計(jì)算模型，為粒度反演打下了良好的基礎(chǔ)。
　　 4、粒度反演算法：研究發(fā)現(xiàn)通過測(cè)試散射光強(qiáng)來計(jì)算顆粒的粒度分布是典型的反問題。理論反演計(jì)算一直是激光粒度儀的關(guān)鍵和難點(diǎn)，迄今未徹底解決。文中討論了關(guān)于E=TW病態(tài)方程的幾種算法，在綜合各種算法的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，建立了的基于Mi