含噪动态光散射数据处理方法研究

来源 :山东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:badgod
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
动态光散射技术是测量亚微米及纳米颗粒的有效方法,它是通过散射光强信号随时间的起伏来获取颗粒粒径的技术。在动态光散射数据处理过程中,病态方程的存在使得噪声对反演的粒度分布的准确性有严重影响。长期以来,动态光散射测量一般限制在严格的实验条件下,但测量过程中噪声信号的存在是不可避免的,且近年来,随着动态光散射应用领域的拓展,在噪声环境下进行动态光散射测量的需求越来越迫切,因此,研究噪声对粒度反演结果的影响,以及后期选用合适的反演算法对含噪动态光散射数据进行处理,对于保证噪声环境下动态光散射测量的准确性具有重要意义。本文对含噪动态光散射数据处理方法中的正则化算法初始模型的选择、将噪声作为独立变量的改进的正则化算法、噪声对双峰颗粒粒度反演的影响以及角度校准噪声对不同分布的双峰颗粒粒度反演结果的影响进行了研究,主要内容包括:1.分析了初始模型的选择对正则化反演结果的影响。在正则化算法反演颗粒粒度分布的过程中,本文分别采用最小模型矩阵、最平坦模型矩阵、最光滑模型矩阵作为正则化初始化模型,对加入5种不同水平随机噪声的90nmm窄、宽单峰和250nm窄、宽单峰颗粒体系的模拟分布进行了正则化反演,并对反演结果进行比较。结果表明:当噪声水平为0时,正则化初始模型的选择对反演结果没有显著影响。随着噪声水平的增加,采用三种初始化模型反演得到的峰值误差和粒度分布误差都随之变大,但采用最平坦模型和最光滑模型反演得到的峰值和粒度分布误差明显小于采用最小模型的反演误差。当噪声水平大于0.01时,选择最平坦模型获得的粒度分布信息优于最光滑模型和最小初始模型,而采用最光滑模型反演得到的峰值信息优于最平坦模型和最小初始模型。2.研究了基于改进正则化算法的颗粒粒度反演。为了从含噪的相关函数数据中更准确的反演出颗粒粒度分布,本文在原T ikhonov正则化算法的基础上,将噪声独立,并作为一个未知量应用到正则化方程中进行粒度反演,对Tikhonov正则化反演方法做出了改进,该方法在原正则化的计算过程中相应增加方程中各系数矩阵的行数和列数,对求解的粒度分布数值我们取其原来的行数和列数而达到对噪声的剔除的作用。模拟实验的粒度反演结果表明,本文提出的这种修正的正则化算法能提高低信噪比动态光散射数据的粒度反演结果的准确性。3.研究了噪声对双峰颗粒粒度反演结果的影响以及多角度动态光散中的角度校准噪声。不同粒度的双峰颗粒粒度分布反演结果表明:在单角度动态光散射中,双峰小颗粒体系采用正则化方法反演粒度分布时的抗噪能力要优于采用Chahine算法。采用多角度动态光散射技术反演双峰大颗粒体系粒度分布时,当散射角的个数在六个之内时,粒度反演结果随着散射角度个数的增加越来越好,且受噪声的影响越来越小,当散射角度个数为六个时,粒度反演效果最好,反演过程能承受的噪声水平最高,当散射角度超过六个时,粒度反演结果的准确度越来越低且受噪声影响越来越明显。采用多角度动态光散射技术测量双峰颗粒粒度分布时不可避免地引入了角度校准噪声,模拟实验结果表明角度校准噪声对含小颗粒的双峰颗粒体系影响较为明显。在颗粒粒度测量中动态光散射技术虽然被广泛应用,但该技术中噪声对测量结果的影响一直备受关注,本文对含噪动态光散射数据处理所进行的研究工作,将有助于实现噪声环境下动态光散射的准确测量。
其他文献
接收机是无线电通信系统的主要组成部分。传统的无线电接收机,其功能单一、对信号的适应能力、硬件依赖性等方面有一定局限,而软件无线电(Software Defined Radio,简称SDR)强
本文以飞艇为研究对象,在完成飞艇动力学建模过程中,除了考虑重力、浮力、推力对飞艇的作用外,重点分析了俄罗斯、美国以及加拿大体系下的气动力模型,比较了不同气动力结果的差异
在自适应模糊控制研究中,许多方案都属于直接型或间接型自适应模糊控制,这样的方案只是单纯利用控制行为知识或被控对象知识,这将导致人类经验知识或专家知识不能被充分的利用;而
无线传感器网络集成了传感器,嵌入式计算,网络和无线通信四大技术,它是一种全新的信息获取和处理技术,具有非常广阔的应用前景。 在大多数的应用场合,无线传感器网络会被布置在
尽管新能源不断出现,但受各方面条件的限制,中国未来很长一段时期仍将以燃煤发电为主。我国大力建设火力发电机组,以解决电力短缺的状况,而火电机组容量的增大对于机组安全经济运
随着高速动车组持续的高速运行,造成动车组运行的动态环境持续恶化,空气阻力作用、列车车厢之间的非线性和耦合特性等明显增强。针对高速动车组运行过程中的复杂性、不确定性
航标是航道的基础助航设施,直接影响船舶的航行安全。但航标的传统管理模式落后,己经无法适应日益繁忙的航道运输所提出的高质量安全航行的需求。本论文结合内河航道航标管理的
由于多智能体网络的广泛应用,近年来,多智能体网络化系统的协调控制得到了来自于自动化、数学、经济学等许多领域的学者的深入研究。本文综合利用矩阵论、图论及稳定性理论的相
随着全球经济一体化和市场全球化的日趋形成,企业间的竞争已发展成为企业供应链间的竞争。如何围绕核心企业构建合理、高效的供应链网络成为提高客户满意度和增强企业竞争力的
计算机视觉的主要任务之一就是对三维景物距离的感知,双目立体视觉技术是通过使用摄像机模拟人类的双眼来获取景物的深度信息,具有速度快,非接触式测量,简单可靠的优点,在民