激光粒度测试中的独立模式反演算法研究

在测量微粒系统的散射光强角分布中计算微粒系统的粒径分布,属于典型的反演问题.反演算法一直是激光粒度仪的关键和难点.介绍了基于米氏散射理论的粒度测试,对其求解方法进行了详细分析.针对独立模式算法不需要预先指定粒径分布函数的形式就可获得真实粒度分布,提出了一种改进的独立模式粒度反演算法,并对算法的性能进行了理论分析和实验论...     

基于图像处理的矿石粒度在线检测系统

针对钨矿石破碎领域中急需解决的粒度在线检测问题,以CCD摄像组件为检测元件获得矿石颗粒的图像,采用分水岭算法对颗粒图形进行分割,在提取并分析图形颗粒的相关信息的基础上,通过建立不同大小的检测算子对分割后的颗粒图像采用击中与击不中的分析与统计,得到被测矿石的粒度分布,采用MTALAB和LABVIEW的混合编程方式开发了粒度检测系统程序。实验对比表明,检测系统的分析结果与实际粒度分布情况具有较好的一致性,可以满足矿石颗粒的在线检测需要。     

光散射法测试粒径的一种优化反演组合算法

在目前常用的激光粒度仪反演算方法的优点和缺点基础上,为了实现各种方法的稳定性与准确性的统一,提出一种基于退火演化算法和遗传算法组合的随机反演方法,该方法具有更强的全局收敛性,也具有对粒径分布形状不敏感、抗噪声能力强等优点。该算法能对具有单峰及双峰分布形式的颗粒尺寸进行精确求解,并获得合理的颗粒粒径分布结果。     

动态光散射颗粒分布软测量

考虑传统动态光散射颗粒粒度分布测量用的反演算法复杂、精度不够、抗噪能力差,本文基于大数据思想,提出了一种动态光散射颗粒分布软测量方法。该方法通过调节颗粒粒度分布形状参数获得大量自相关函数及其对应颗粒分布的数据;使用这些数据对子学习机进行训练。最后,针对训练数据维数较高的特点对传统Bagging算法进行改进,并利用改进的Bagging集成算法集成子学习机以提高软测量模型的精度及泛化能力。通过模拟单峰数据和对300nm标准粒径进行软测量开展了验证实验。结果表明,该方法能够较好地测量出不同动态光散射颗粒分布的峰值及分布宽度,模拟单峰数据测量峰值精度可达1nm,300nm和503nm,标准粒径测量精度分别可达3nm和4nm,优于一般的反演算法。该软测量方法为动态光散射颗粒分布测量开辟了新的途径。     

用光子相关光谱法测量多分散颗粒系的颗粒粒度分布

光子相关光谱 ( Photon Correlation Spectroscopy,简称 PCS)技术是测量亚微米及纳米颗粒粒度的有效方法 ,其测量原理始基于颗粒的布朗运动。设计完成了 PCS颗粒粒度测量装置 ,并进行多分散颗粒系的粒度分布测量 ,测量结果与样品标称值相吻合     

矩方法在粒径分布测量中的应用

在利用光全散射法测量颗粒粒度的研究中,如何正确选择并使用反演算法来对颗粒粒径分布信息进行重建是非常关键的。根据光全散射法的相关基本原理,提出了一种基于矩方法的反演算法,对多组光源下的消光值进行多项式拟合,提取系数得到对应矩阵方程的形式,从而求得粒径分布函数的各阶原点矩mk。实际上,球形颗粒粒径分布的各阶原点矩与粒径分布的许多特性相关,并且可以为球形颗粒系统的粒径分布反演提供一个尺度,这样将原有的复杂反演方法转换为求解矩阵方程。该方法具有原理简单,计算速度快等优点,能够满足颗粒粒径在线测量的要求。     

固液分离与颗粒粒度测试技术

在固液分离中,设备的选择必须以非均一系中固体颗粒的粒度为根据,而且在近代工业和科学技术与颗粒体系粒度的关系也极为密切。本文详细介绍了常用的粒度测定方法,包括筛法、显微镜法、沉降法及其它方法的基本原理、测试仪器以及适用范围等。     

基于智能聚类算法的产品粒度确定方法

通过分析当前的聚类算法在产品模块划分过程中普遍存在的局限性,结合产品配置的特点,对模糊C均值算法所构建的具有片面性的目标函数和爬山法寻优模式的缺点进行了改进,并用于产品的模块化结构规划。提出了一种利用演化细胞学习自动机与改进后的模糊C均值聚类算法相结合的智能聚类算法进行产品粒度划分。在分析影响配置设计主要因素的基础上,建立需求满意度、装配复杂度和变型设计复杂度等三个量化指标,对不同粒度层次下模块划分结果的合理性与有效性进行评价,进而确定出最佳的粒度大小和模块数量。最后,通过实例验证说明了所提方法的可行性。     

有机粉末样品的分散及粒度分布测量研究

介绍一种不用分散剂直接发散聚甲基丙烯酸甲酯、发泡剂和聚乙烯共聚树脂等有机粉末样品的制备方法，并对扫描电镜对微粉颗粒的形貌进行了观察，采用图像处理系统对颗粒的大小进行粒度分析测量，获得相应的粒度分布图。     

固体污染物粒度分布参数对油液污染度影响的研究

推导了油液中固体污染物粒度概率分布密度函数与油液NAS 1 638固体颗粒污染度间的关系 ,讨论了污染物粒度均值 μ和均方差σ对油液污染度的影响。结果表明 :NAS 1 638固体颗粒污染度G的大小取决于污染物的浓度和污染物的粒度分布 ;NAS 1 638固体颗粒污染度G随污染物粒度均值 μ和均方差σ的增大而增大 ;粒度较小的区间所对应的区间污染度Gi,j对较小的污染物粒度均值 μ和均方差σ变化较敏感 ,反之亦然 ;与系统敏感污染物尺度相对应的NAS 1 638固体颗粒区间污染度Gi,j比油液的固体颗粒污染度G更合理     

Influence of the number of detectors by laser scattering method for estimation of particle size

Effect of the number of detectors on an inversion problem of a scattering pattern by laser scattering method based on Mie scattering model has been investigated. The influence of the number of detectors is obtained by comparing a given size distribution and a calculated size distribution by computer simulation and experimental method. An observing range of scattering angles is from 0.0007 to 2.5 rad. A non-linear iteration method is used for calculating particle size distribution. The number of detectors is changed from 6 to 81 elements by the computer simulation. The algorithm of the inversion problem is applied with mean diameters of log-normal distribution in a range from 0.546 to 214 μm at standard deviation of 0.27 and 0.68. Experimental results of certified mono-disperse polystyrene latex standards and a poly-disperse aluminum sample are obtained with 21, 41, and 81 elements detector, respectively. All tests are performed under conditions at diluted aqueous suspensions. Narrow size distribution is influenced by the number of detectors compared with wide size distribution. Not the number of physical detectors but the number of useful detectors affects the algorithm of the inversion problem. When the detector elements are over 20, the influence of the number of detectors is decreased.     

激光衍射粒度测量中的旋滤波方法

激光衍射法测量颗粒粒径过程中,面阵CCD接收到的待测颗粒的衍射图样总是不可避免受到噪声污染,直接影响粒度的反演精度。通过对测试原理及衍射图样的深入分析,提出了采用曲线窗口旋滤波对衍射图样进行预处理的方法,并进行了粒子群粒度反演的数值模拟实验。经过旋滤波处理后的单峰粒子和双峰粒子的粒度分布误差从直接粒度反演的42．36％、46．099／6和39．06％、35．7％分别减小到5．3％、6．17％和6．48％、7．33％,实验结果证明了采用曲线窗口旋滤波方法,粒度分布误差明显降低。     

用线阵CCD测量颗粒尺寸分布的研究

线阵CCD器件的应用已相当广泛，文中介绍了一种以线阵CCD为接受器件的颗粒尺寸分布测量新方法。基于群体粒子的衍射理论，一般采用以环形光电管（SSPD）为接受器件、以矩阵迭代为反演手段的测量方法；而我们采用了以线阵CCD为接受器件、以shifrin变换为反演手段的新方法，线阵CCD能在小的衔射角范围内获取大量的数据，这为我们反演的准确和测量精度的提高提供了有力的保障。对几微米以上的实际样品测试实验表明：与目前以SSPD为接受器件的测量方法相比，峰值粒径测量的精度有所提高，其相对误差在3％左右，且该法仅需要很少的预知信息，此外测量的结果更为详细。     

噪声动态光散射数据Tikhonov与截断奇异值正则化反演

Tikhonov与截断奇异(TSVD)正则化是动态光散射数据反演中的两种重要方法,不同的正则化方法会对噪声DLS数据测量结果产生不同的影响。分别采用二阶差分矩阵的Tikhonov与TSVD方法,在6种噪声水平下,对宽窄不同的单峰与双峰分布颗粒进行了反演研究。结果表明:Tikhonov具有较好的光滑性;对于单峰分布颗粒,TSVD峰值误差更小、对于窄分布以及强噪声宽分布颗粒系反演,其抗噪性能更强、反演误差更小;对于双峰分布颗粒,Tikhonov具有较小的反演误差、较强的双峰分辨能力与抗噪声能力;对于窄分布颗粒的反演,一般TSVD峰值误差更小。在同样噪声情况下,Tikhonov与TSVD的双峰分辨力与颗粒的粒径峰值比有关。Tikhonov双峰分辨力较强,能够分辨出峰值比较低的颗粒。对实测200nm单峰颗粒进行反演,Tikhonov、TSVD的反演峰值误差分别为3%和1.85%,TSVD峰值位置更准确,能够验证模拟数据的结论。     

基于自适应模板的实时跟踪算法

相关匹配算法通过计算模板图像和待匹配图像的互相关值来确定匹配的程度,是一种经典的匹配算法,具有很高的准确性和适应性,并且对图像灰度值的线性变换具有"免疫性",因此在目标跟踪中得到了广泛应用.但是相关匹配算法计算耗时过于庞大,难以达到实要求,并且当目标在模板中所占比例很小时,很难确定模板的准确位置,使得此算法在实时目标跟踪中的应用有很大困难.本文提出了一种基于自适应模板的实时跟踪算法.实时采集的图像首先进行阈值分割,然后用形态学滤波的方法去掉噪声,模板的尺寸通过轮廓分割方法确定.匹配程度的算法选择的是归一化自相关匹配算法,并采用金字塔搜索算法进行加速.实验结果显示,此算法有效地克服了相关匹配算法的缺点,具有较好的匹配精度和实时性.     

Measuring the Quantitative Characteristics of Local Vortices on a Plane of a Deformed Material

A problem for determining the center, size, and spatial distribution of displacements of a vortex on the basis of a plane vector field is under consideration. A seed algorithm is proposed instead of typical contour scanning, and specific circulation is used as a criterion for determining the center of a vortex flow. In order to increase the stability of this algorithm, a parameter playing the role of a threshold is introduced. A Monte-Carlo method is used to study the influence of measurement errors on the accuracy in determining the coordinates of a hard rotation center, and the relationship between the false alarm probability and the threshold level is established. The use of the least squares method for calculating the spatial distribution of displacements is shown. This approach is demonstrated on the example of a real vector field measured in the vicinity of a main crack tip.     

颗粒粒度在线测量的多对波长消光法

本文提出一种新的能实现颗粒粒度在线监测的多对波长消光法。理论分析及实验研究证实了这种方法的有效性。     

基于蒙特卡罗模型的高浓度浆液细度在线测量

近年来颗粒粒径测量问题受到了国内外的广泛研究。 针对燃煤电厂高浓度脱硫石灰石浆液细度在线测量,将基于蒙特 卡罗方法的声衰减模型拓展至高浓度范围,高浓度蒙特卡罗模型(HC-MCM)预测衰减系数与实验测量值相吻合。 构建 HC-MCM 矩阵用于颗粒粒径分布的反演可减小计算时间,且差分进化算法的计算结果与设定粒径和分布宽度的相对误差小于 1% 。 搭建基于透射和反射法的双模式超声检测装置并开发软件测量系统,加工适用于高浓度浆液细度测量的透射传感器和超声探 针,依托燃煤电厂完成长达 168 h 的浆液细度在线测量实验。 结果表明,两种模式超声衰减谱的变化趋势和数值大小基本吻 合。 粒径分布参数 DV50 与激光粒度仪测量结果的相对误差小于 8% ,其粒径分布满足燃煤电厂成品石灰石浆液的细度要求。