外文翻译--扩展激光衍射颗粒的形状特征：技术方面和应用（中文）

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1、PDF外文：http:/ 中文 6000 字  出处： Powder Technology, 2001, 118(1): 180-187   毕业设计（论文）外文文献翻译   毕业设计（论文）题目    翻译题目  扩展激光衍射颗粒的形状特征：技术方面和应用   系  生命信息与仪器工程系  专     业  电子信息技术及仪器  姓     名    班     级    学 &nbs

2、p;   号    指导教师         1扩展激光衍射颗粒的形状特征：技术方面和应用  摘要  扩展激光衍射技术测量粒子大小和形状 ， 是一项相当有趣的话题 ， 尤其是对在线控制和监测 。 与 二维像素阵列获得颗粒形状信息 。 波动的散射光的强度在方位角方向的互相关为粒子的角谱转化 ， 这反映了形状信息 。 采用单扫描分析改善此信息的可能性 ， 在小粒子数测量区 ， 主成分分析和傅立叶分析进行了讨论 。 其潜在的应用是通过监测论证磨损的立方体的形状变化 。  1 介绍  颗粒形状

3、的颗粒物质的一个非常重要的特性 ， 如颗粒尺寸。形状和大小直接关系到产品的质量并且对许多的过程产生很大的影响 。 因此 ， 在线粒子形状和大小的测量 ,可以在粒子生产过程的控制中发挥重要的作用 。 分析粒子形状特征通常是通过传感和分析粒子图像实现的 1,2 。 在这些图片 中 ， 粒子轮廓线的通常是粒子形状因素的压缩信息 ， 比如分形维数或纵横比 ， 或者他们是通过傅立叶分析转化为一组的傅里叶系数从而反映粒形状信息 。 直到现在 ， 大多数这些图像分析方法是基于离线分析而且很耗时 。 因此 ， 很难适应在线过程控制 。  目前 ， 激光衍射是一个非常受欢迎的用来测量粒子粒径分布的技术

4、 。 它的优势是快速 ， 非侵入性的和可再生的技术 ， 被用于各种各样的微粒过程 3。 在一个正常的激光衍射测定中 ， 一束平行激光束照亮集合的分散粒子 ； 由此产生的散射图案 ， 以及激光束的残留物 ， 都被收集和集中在透镜的后焦面 。 在这里 ， 通常一系列检测器 元件被放置用来记录衍射图案和入射光束消失 /遮蔽的传入的光线 。 在没有放置这些探测器的情况下 ， 这些光波会进一步传播和到达像平面 。 在这里 ， 他们重叠和干涉 ， 形成一个粒子的集体的倒影 。 因此 ， 透镜形成两个截然不同的令人感兴趣的模式 。 一个是傅里叶变换在 (后）焦平面上 ， 共轭平面源 ， 也就是衍射模式 。

5、另一个是图像的对象 ，形成的平面共轭平面对象 。 这两种模式都包含相同的信息 4。 因此 ， 这是另一种方式 ，直接从粒子模式散射中获取颗粒形状信息 。 在目前的激光衍射仪 ， 粒子大小信息是通过球形颗粒得到的 。 鉴于这项技术的优势 ， 其颗粒形状测量扩展 成为了一个很有趣的话题 ， 特别是上线的过程控制和监测 。 对于测量粒子形状 ， 有效的传感和分析散射模式都是必需的 。  当粒子尺寸明显大于这一入射波长或其折射率是显著的不同于周围介质 ， 大多数的光都分布在相对入射光束传播方向的小散射角上 。 对于这些条件 ， 夫琅和费衍射理论充分描述了对于大多数应用散射现象 4,5。 根据

6、这一理论 ， 电磁场函数 E 的衍射模式给出了 ：                                                   1 Zhenhua Ma), Henk G. Merkus, Brian Scarlett Particle Technology Group, Faculty of Applied Science

7、s, Delft Uniersity of Technology, Julianalaan 136, Delft 2628 BL, Netherlands d u d vevupVUE SVvUuik /)(),(),(                 （ 1）  这里的 U 和 V 是衍射 平面的 笛卡儿坐标 ； u 和 v 是 平面 对象笛卡儿坐标 ； k 是入射光的波数 )/2( k ； fs 焦距 ， 是 对象 中心到观察点之间的距离 ),( VU ； ),( vup代表了空间光传输的二维粒子 投

8、影 1 ， 在他投影区域内 ， 包含所有入射光波 的 常数 ，光学设置和 在投影区域外部 是零 。 实际上 ,电磁场 函 数的 衍射模式是等于傅里叶变换的目标函数 。 衍射的光强 ：  2),(),( VUEVUI                            （ 2）  在一个衍射图样 ， 大小信息包含在它的径向强度剖面 。 相比之下 ， 形状信息主要反映在方位强度分布 ， 但也有影响颗粒形状 信号 在径向强度剖面 上 。 图

9、 1显示了 对 圆形和方形粒子衍射模式预测 。 对于均匀照亮一个球形颗粒 ， 其 衍射 图案 由一个中央明亮区域 ,称为艾里斑 ， 周围 包围 很多 微弱的百环与 暗环交替 。 环 的半径 取决于粒子大小 。对于一个非球 形 粒 子 ， 衍射 图案 特性 在方位角的方向上包含有 另外一些强度的最大值和最小值 的皱纹 ； 这些信息可以直接用来确定颗粒形状 。   图 1 颗粒 (a)圆形和 (b)方 形 衍射模式计算预测  Heffels 7和 Heffels 等人 6报道 了 一个 通过扫描 一组 小量相关联方位 散射 信号粒子获得平均形状信息 的过程 。 64楔形段结合反

10、向傅里叶设置 以应用于 测量方位散射信号 的光电探测器 。 依赖 于 粒子大小、 为了 收 集 形状敏感信号 ， 样品室 被放在一个 离 探测器最佳距离 上 。 因为中央叶的模式不包含很多形状信息 ， 信号 需要在这地区以外的地方收集 ,但 需要接近获得 足够 高强度级别的信号 。 然后 ， 一 组衍射相关值在 双楔形之间计算获得一个所谓的粒子角谱 ， 它刻画形状信息 。  在这项研究中 ， 我们采用一种新的传感器技术 ， 使用一个像素阵列来测量散射模式 。 相比于 固定楔型检测器 ， 像素阵列探测器的优点是没有必要 去 对齐 。 此外 ， 检测区域容易调整以 获得最佳的 不同颗粒尺寸和形状 ， 或在不同粒度的值确定的形状的结果 。 这个探测器 ， 因此 ， 提供了更多的灵活性和分辨率 应用 。 此外 ， 还有 各种信号处理 的 方法 ， 即互相关 ， 扫描选择单粒子的存在 ， 主成分分析和傅里叶分析 ， 研究了提高灵敏度的形状特征 。  2 仪表  二维像素阵列的使用在激光衍射仪提供高分辨率的优势 ， 有效的检测 ， 事实 上 他