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原文传递 一种粒子尺寸和折射率同时测量方法
专利名称: 一种粒子尺寸和折射率同时测量方法
摘要: 本发明公开了一种粒子尺寸和折射率同时测量方法;该方法采用两强度相等的片状光束相向照射粒子,分别在90°散射角区域和侧向散射角区域,同时记录粒子散射光所形成的聚焦像或/和干涉条纹图。其中,在90°散射角区域,记录两相向光束经粒子表面的p=0阶反射光所形成的聚焦像或干涉条纹图,在侧向散射角区域,记录任一单光束经粒子后产生的p=0阶反射光和p=1阶折射光所形成的聚焦像或干涉条纹图。提取90°散射角区域和侧向散射角区域所采集的聚焦两点像间距或/和条纹图的条纹数,结合计算得到粒子尺寸大小d和折射率n。本发明这种非接触测量方法具有原理简单、测量精度高、实用性强等特点,可用于喷雾粒子场、气溶胶粒子尺寸和折射率同时测量。
专利类型: 发明专利
国家地区组织代码: 天津;12
申请人: 天津大学
发明人: 吕且妮;尉小雪;葛宝臻;张晗笑
专利状态: 有效
发布日期: 2019-01-01T00:00:00+0800
申请号: CN201810085747.X
公开号: CN108562522A
代理机构: 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201
代理人: 李素兰
分类号: G01N15/02(2006.01)I;G01N21/41(2006.01)I;G;G01;G01N;G01N15;G01N21;G01N15/02;G01N21/41
申请人地址: 300072 天津市南开区卫津路92号
主权项: 1.一种粒子尺寸和折射率同时测量方法,其特征在于,该方法具体测量过程包括以下步骤:步骤一、激光器发出的光束经扩束准直系统、光束压缩系统后为片状光束;片状光束经分束镜分成强度相等的两束光,相向照射球形透明粒子,粒子发生散射;每束光经粒子后分别产生p=0阶反射光和p=1阶折射光,其中p=0阶光为经粒子表面的反射光,p=1阶光为经粒子内一次折射的折射光;由成像透镜、探测器CCD组成的成像系统接收粒子的散射光;在90°散射角区域,记录两相向光束的p=0阶反射光,在聚焦像面上形成两点像,在离焦像面上形成干涉条纹图,这一光路系统称为粒径测量光路系统;在侧向散射角区域,记录任一单光束经粒子后产生的p=0阶反射光和p=1阶折射光,在聚焦像面上形成两点像,在离焦像面上形成干涉条纹图,这一光路系统称为折射率测量光路系统;步骤二、提取粒径测量光路系统所采集的聚焦两点像间距Δl或条纹图的条纹数N,计算得到粒子直径d;对条纹图,由计算得到粒子直径d;对聚焦两点像,由计算得到粒子直径d;式中,M为成像系统的放大率,da为成像透镜孔径大小,f为成像透镜焦距,λ为激光波长;步骤三、提取折射率测量光路系统所采集的聚焦两点像间距Δl或条纹图的条纹数N,再结合步骤二所得到的粒子直径d,计算得到粒子折射率n;更具体包括:对条纹图和聚焦两点像,分别由计算得到相对折射率m;进一步由m=n/n0>1得到粒子折射率n;式中,n、n0分别为粒子折射率和周围介质折射率,θ为散射角,α为光学系统的收集角,λ为激光波长,N为条纹图的条纹数。
所属类别: 发明专利
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