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第1章 颗粒基本知识1

1.1概述1

1.2颗粒的几何特性2

1.2.1颗粒的形状2

1.2.2颗粒的比表面积3

1.2.3颗粒的密度3

1.3颗粒粒度及粒度分布4

1.3.1单个颗粒的粒度4

1.3.2颗粒群的粒径分布6

1.3.3颗粒群的平均粒度11

1.4标准颗粒13

1.5颗粒测量中的颗粒分散问题16

1.5.1颗粒分散方法概述17

1.5.2常见问题讨论18

参考文献19

第2章 光散射基本理论21

2.1衍射散射基本理论21

2.1.1惠更斯-菲涅耳原理21

2.1.2巴卑涅原理23

2.1.3衍射的分类24

2.1.4夫琅和费单缝衍射25

2.1.5夫琅和费圆孔衍射26

2.2光散射基本理论28

2.2.1光散射概述28

2.2.2光散射基本知识29

2.2.3经典Mie光散射理论32

2.3几何光学对散射的描述49

2.3.1概述49

2.3.2计算方法49

2.4非平面波的散射理论54

2.4.1广义Mie理论54

2.4.2基本理论54

2.4.3波束因子的区域近似计算59

2.4.4高斯波束入射60

2.4.5数值结果61

参考文献62

第3章 散射光能颗粒测量技术65

3.1概述65

3.2基于衍射理论的激光粒度仪67

3.2.1衍射散射式激光粒度仪的基本原理67

3.2.2多元光电探测器各环的光能分布69

3.2.3衍射散射法的数据处理方法72

3.3基于Mie散射理论的激光粒度仪76

3.4影响激光粒度仪测量精度的几个因素79

3.4.1接收透镜焦距的合理选择79

3.4.2被测试样的浓度80

3.4.3被测试样轴向位置的影响82

3.4.4被测试样折射率的影响84

3.4.5光电探测器对中不良的影响85

3.4.6仪器的检验86

3.5激光粒度仪测量下限的延伸86

3.5.1倒置傅里叶变换光学系统88

3.5.2双镜头技术89

3.5.3双光源技术90

3.5.4偏振光散射强度差（PIDS）技术90

3.5.5全方位多角度技术91

3.5.6国产激光粒度仪的新发展93

3.6角散射颗粒测量技术96

3.6.1角散射式颗粒计数器的工作原理97

3.6.2角散射式颗粒计数器的散射光能与粒径曲线98

3.6.3角散射式颗粒计数器F-D曲线的讨论101

3.6.4角散射式颗粒计数器的测量区及其定义104

3.6.5角散射式颗粒计数器的计数效率108

3.6.6角散射式颗粒计数器的主要技术性能指标109

参考文献112

第4章 透射光能颗粒测量技术115

4.1消光法115

4.1.1概述115

4.1.2消光法测量原理115

4.1.3消光系数117

4.1.4消光法的数据处理方法119

4.1.5颗粒浓度测量126

4.1.6消光法的粒径测量范围及影响测量精度的因素126

4.1.7消光法颗粒测量装置和仪器128

4.2光脉动法颗粒测量技术130

4.2.1光脉动法的基本原理131

4.2.2光脉动法的发展现状133

4.3消光起伏频谱法136

4.3.1数学模型136

4.3.2测量方法和测量原理138

4.3.3消光起伏频谱法的发展现状147

参考文献149

第5章 动态光散射测粒技术的原理和发展概况153

5.1引言153

5.2动态光散射测粒技术的原理155

5.2.1基本概念和基本关系155

5.2.2粒度测量的一般原理和基本分析157

5.2.3典型装置和数据分析方法160

5.3动态光散射测粒技术的发展概况164

5.3.1动态光散射技术的起源和初步定型164

5.3.2动态光散射测粒技术的早期发展166

5.3.3动态光散射测粒技术研究开发的现状和发展趋势166

参考文献167

第6章 超声法颗粒测量技术171

6.1声和超声171

6.1.1声和超声的产生171

6.1.2超声波特征量172

6.2超声法颗粒测量基本概念176

6.2.1声衰减和声速测量178

6.2.2能量损失机理180

6.3超声法颗粒测量理论182

6.3.1 ECAH理论模型183

6.3.2 ECAH理论模型的拓展和简化193

6.3.3耦合相模型202

6.3.4颗粒测量208

6.3.5基于电声学理论的ZETA电势测量214

6.4小结215

参考文献215

第7章 纳米颗粒的测量219

7.1纳米颗粒测量的背景和特点219

7.2动态光散射纳米颗粒测量220

7.3可视法纳米颗粒测量223

7.4超声法纳米颗粒测量225

7.4.1超声法的特点和装置226

7.4.2纳米颗粒检测的实例227

7.4.3超声纳米颗粒检测中注意事项230

参考文献231

第8章 反演算法233

8.1约束算法233

8.1.1颗粒粒径求解的一般讨论233

8.1.2约束算法在光散射颗粒测量中应用234

8.2非约束算法244

8.2.1非约束算法的一般讨论244

8.2.2 Chahine算法及其改进247

8.2.3投影算法249

8.2.4松弛算法251

8.2.5 Chahine算法和松弛算法计算实例253

参考文献255

第9章 工业应用及在线测量257

9.1雾化液滴测量257

9.1.1激光散射法测量258

9.1.2特大雾化液滴粒度测量260

9.2乳浊液中液体颗粒大小的测量261

9.3汽轮机中湿蒸汽测量262

9.4烟气轮机入口颗粒浓度及粒径的在线测量264

9.5烟雾连续在线测量266

9.6图像法测量快速流动颗粒267

9.7电厂气力输送煤粉粒径、浓度和速度在线测量269

9.8超细颗粒折射率测量271

9.9超声测量高浓度水煤浆273

参考文献274

第10章 其他颗粒测量方法275

10.1电感应法275

10.1.1电感应法的基本原理275

10.1.2仪器的配置与使用277

10.1.3测量误差279

10.1.4小结283

10.2显微镜法283

10.2.1颗粒粒径的定义284

10.2.2粒径测量285

10.2.3光学显微镜与电子显微镜288

10.2.4小结290

10.3图像分析法291

10.3.1颗粒图像分析的基本概念和方法291

10.3.2颗粒图像分析过程和结果表示294

10.3.3小结297

10.4沉降法299

10.4.1颗粒在液体中沉降的Stokes公式300

10.4.2颗粒达到最终沉降速度所需的时间301

10.4.3临界直径及测量上限302

10.4.4布朗运动及测量下限303

10.4.5 Stokes公式的其他影响因素304

10.4.6测量方法及仪器类型306

10.4.7沉降天平309

10.4.8光透沉降法312

10.4.9离心沉降314

10.4.10小结315

参考文献316

附录318

附录一 国内外主要颗粒仪器生产厂商318

附录二 国内外颗粒测量标准319

附录三 国内外标准颗粒主要生产厂商325

附录四 液体的黏度和折射率326

附录五 固体化合物的折射率329