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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