【摘 要】
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粒子尺寸及其折射率是粒子的重要参数,均匀球形粒子的散射光分布是粒径和折射率的函数。在基于散射原理的粒子场测量中,通常是已知折射率得到粒径,或是已知粒径得到折射率。当粒径和折射率均不知,或由于加热或化学反应,折射率会随粒子尺寸变化而变化,这就需要同时精确地测量粒子尺寸和折射率。本文基于散射光偏振特性,研究一种颗粒折射率和粒径同时测量方法,所做的主要工作如下:1.提出一种基于颗粒散射光分布偏振差（PD
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“基于干涉粒子成像（IPI）的直喷汽油机喷雾场微观特性测量及关键技术研究”（No.61275019）；
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粒子尺寸及其折射率是粒子的重要参数,均匀球形粒子的散射光分布是粒径和折射率的函数。在基于散射原理的粒子场测量中,通常是已知折射率得到粒径,或是已知粒径得到折射率。当粒径和折射率均不知,或由于加热或化学反应,折射率会随粒子尺寸变化而变化,这就需要同时精确地测量粒子尺寸和折射率。本文基于散射光偏振特性,研究一种颗粒折射率和粒径同时测量方法,所做的主要工作如下:1.提出一种基于颗粒散射光分布偏振差（PDSL）的粒子尺寸和折射率同时测量方法。该方法是利用颗粒散射光的垂直/平行分量和预设的折射率,采用改进的Chahine算法,反演得到粒径分布。根据所得到的粒径分布和折射率,计算得到平行/垂直分量,并与测量的平行/垂直分量比对,计算其拟合残差。遍历可能的折射率,拟合残差趋于无穷小所对应的折射率即为粒子的折射率,对应的粒度分布即为样品粒度分布。2.对所提出PDSL方法的适用范围进行了研究。通过模拟测量,分析了折射率对颗粒粒度分布反演结果的影响。研究结果为:无噪声时,适用于粒径大于0.2μm的颗粒。有噪声时,存在粒径测量上限,要求测量得到的垂直与平行分量的有效差异不低于0.003。3.利用LT2200型激光粒度仪,分别对球形和非球形颗粒样品进行了粒径和折射率同时测量。对于无吸收颗粒样品,其折射率可准确测量;对于有吸收颗粒,折射率虚部测量准确,实部误差较大,但不影响粒度分布反演数据的准确性。使用本文方法测量到的折射率,可满足颗粒粒度测量的准确性需求。
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