[发明专利]一种基于闭环控制原理的粒径分布测量方法

权利要求书

1.一种基于闭环控制原理的粒径分布测量方法，采用的测量装置由可见光激光器、扩束镜、光阑、样品池、傅里叶透镜、环形光电探测器、数据采集卡和上位机组成，其特征在于：利用基于闭环控制原理的反演方法，获得颗粒粒径分布，包括以下步骤：

步骤一，可见光激光器发出波长为λ的激光，经扩束镜、光阑后形成一束光强为I₀的平行单色光，该入射光与样品池内的待测颗粒悬浊液接触并发生散射，于傅里叶透镜的后焦平面上形成衍射图样；

步骤二，采用m环的环形光电探测器获得透镜焦平面上的光能分布，并根据公式(1)将光能信号e_i变换为衍射光强分布I_mea(θ_i)，

其中，e_i是环形光电探测器中第i环的测量值，i＝1,2,…,m，θ_i是第i环对应的衍射角，θ₀＝0，F是透镜焦距；然后令θ_max＝θ_m，并通过插值获得θ∈[0,θ_max]区间内连续的衍射光强分布曲线I_mea(θ)；

步骤三，以f_k(x)表示粒径数量频度分布第k次重建结果，获取粒径分布的初值f₀(x)以及f₁(x)，令f₀(x)＝1/(b-a)，并利用公式(2)获得f₁(x)；

其中，x＝πD/λ是颗粒的光学尺寸参数，D是颗粒直径，x∈[a,b]，J₂是二阶第一类Bessel函数，β是预设的负实数；

步骤四，在获得f_k-2(x)和f_k-1(x)的基础上，利用公式(3)依次计算反馈信息I_inv,k(θ)、反演误差ΔI_k(θ)以及粒径分布的修正量Δf_k(x)，从而更新重建的粒径分布f_k(x)；

其中，J₁是一阶第一类Bessel函数；

步骤五，判断重建次数k是否大于预设最大迭代次数p，如果是，则执行步骤六，如果否，则令k＝k+1并返回步骤四；

步骤六，将重建的颗粒粒径数量频度分布结果f_p(x)转换为最常用的颗粒体积频度分布v(D)，并作图显示；

2.根据权利要求1所述的一种基于闭环控制原理的粒径分布测量方法，其特征在于：所需的测量数据为小角度θ_max内的光能信息，θ_max取值范围为5.0°～6.0°，所需的调节参数β为负实数，取值范围为-0.100～-0.010。