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多通道顆粒濃度測量儀是基于光全散射法測粒原理的
閱讀：1345 發(fā)布時間：2023-2-20
多通道顆粒濃度測量儀基于光全散射法測粒原理，采用三波長法模擬確定了顆粒系的平均粒徑。基于非獨立模式算法，采用優(yōu)化算法編程模擬了顆粒系的粒徑分布，設(shè)定值與優(yōu)化值基本一致。然后基于衍射散射法，詳細(xì)給出了粒徑分布的表達(dá)式，并推導(dǎo)出體積濃度和平均粒徑的表達(dá)式。采用線陣CCD為接收器件，設(shè)計并搭建了實驗平臺，經(jīng)過實驗測量，獲得了樣品顆粒系的粒徑分布、峰值、平均粒徑和濃度，測量結(jié)果表明，采用的方法具有較高的精度和可靠性，能滿足實測要求。
多通道顆粒濃度測量儀是將一光束射入煙道，光束與煙塵顆粒物相互作用產(chǎn)生散射，散射光的強(qiáng)弱與總散射截面成正比，當(dāng)煙塵顆粒物濃度升高時煙塵顆粒物的散射截面增大，散射光增強(qiáng)，通過測量散射光的強(qiáng)弱，即可得到煙塵顆粒物的濃度。由于自然界或工業(yè)過程中存在的兩相流動中顆粒濃度跨越范圍非常廣，因此根據(jù)測量的顆粒濃度范圍的不同，一般所采用的方法也有所不同。
(1)前向散射
前向散射用丁低濃度顆粒測量。前向散射法以激光為光源，綜合利用角散射和全散射原理。根據(jù)角散射原理，在多個散射立體角內(nèi)接收散射體(煙塵)的散射光能，可以計算得到煙塵顆粒的大小和分布：根據(jù)全散射原理，在單波長激光為光源的情況下，若已知被測顆粒群粒徑大小及分布，根據(jù)所測量到的消光值即可得到顆粒相的濃度。
(2)后向散射
在高濃度顆粒區(qū)域，顆粒分布比較密，顆粒對入射的光波進(jìn)行多次散射。顆粒之間的多次散射現(xiàn)象的數(shù)學(xué)模型非常復(fù)雜，一般很難用單顆顆粒的散射函數(shù)準(zhǔn)確地表示出來。目前普遍使用的用于顆粒特征參數(shù)測量的方法是后向散射法。這種方法中利用介質(zhì)的輻射傳導(dǎo)方程來描述多散射過程，然后通過選取合適的邊界條件對其進(jìn)行求解。對于不同的測量對象顯然其邊界條件也不一樣，因而得到的數(shù)據(jù)處理方法也將各有所異。