[发明专利]一种高分辨率散射光谱颗粒粒径测量方法和系统

权利要求书

1.一种高分辨率散射光谱颗粒粒径测量方法，其特征在于，包括：

基于Mie散射理论，引入角散射效率因子对待测颗粒的散射光谱进行模拟，根据散射光谱中谱峰位移与颗粒粒径和散射角的关系，选取所要观测的散射谱峰和散射角度；

根据散射光谱中谱峰位移与颗粒粒径和散射角的关系，建立谱峰峰值波长与颗粒粒径的关系作为定标模型；

测量待测颗粒的散射光谱，并利用所述定标模型确定待测颗粒粒径。

2.根据权利要求1所述的高分辨率散射光谱颗粒粒径测量方法，其特征在于，所述根据散射光谱中谱峰位移与颗粒粒径和散射角的关系，选取所要观测的散射谱峰和散射角度，包括：

将散射光谱的谱峰按照峰宽由大到小的顺序标记为：P₁、P₂、P₃……P_n；按照粒径测量分辨率从高至低的顺序，自最宽峰P₁依次选取所要观测的散射谱峰进行波长定位进而测量颗粒粒径；按照粒径测量量程从大到小的顺序，自最窄峰P_n依次选取所要观测的散射谱峰进行波长定位进而测量颗粒粒径；所要观测的散射谱峰根据测量分辨率和量程共同确定。

3.根据权利要求2所述的高分辨率散射光谱颗粒粒径测量方法，其特征在于，所述根据散射光谱中谱峰位移与颗粒粒径和散射角的关系，选取所要观测的散射谱峰和散射角度，还包括：

设定用于测量散射光谱的光谱仪的光谱范围为λ_min～λ_max，以光谱仪光谱范围内波长下限λ_min能够测量到最小颗粒的谱峰位置S_min对应的散射角或者光谱仪光谱范围内波长上限λ_max能够测量到最大颗粒的谱峰位置S_max对应的散射角作为所要观测的散射角度θ_m。

4.根据权利要求1所述的高分辨率散射光谱颗粒粒径测量方法，其特征在于，所述建立谱峰峰值波长与颗粒粒径的关系作为定标模型，包括：

利用谱峰形状因子法确定粒径测量量程内若干个粒径的散射光谱谱峰的峰位波长；

对峰位波长与粒径关系曲线进行拟合，得到峰位波长-粒径定标模型。

5.根据权利要求4所述的高分辨率散射光谱颗粒粒径测量方法，其特征在于，所述利用谱峰形状因子法确定粒径测量量程内若干个粒径的散射光谱谱峰的峰位波长，其中，所述谱峰形状因子法包括：

对选取的若干粒径的每一个粒径对应的散射光谱β(θ_m,λ)，获取所选取散射光谱β(θ_m,λ)的最大值点P，P点对应于散射光谱的极值β_max，过谱峰最大值的一半作平行于波长轴的直线，与散射光谱β(θ_m,λ)分别交于A、C点，连接AC，过P作直线垂直于AC交AC于B点，λ_BC为线段BC长度，λ_AB为线段AB长度，谱峰形状因子γ为：

对选取的每一个粒径的散射光谱的谱峰求解γ，对γ进行最小二乘拟合获取谱峰的最优形状因子γ_m：γ_m＝min∑_i(γ_i-γ_m)²；

利用A点波长λA和最优形状因子γ_m求解所选取的每一粒径的颗粒的散射光谱的峰值波长λ_peak：

6.根据权利要求4所述的高分辨率散射光谱颗粒粒径测量方法，其特征在于，所述测量待测颗粒的散射光谱，并利用所述定标模型确定待测颗粒粒径，包括：

对测量的散射光谱进行平滑滤波处理；

利用谱峰形状因子法对平滑滤波处理后的散射光谱进行峰值波长测定，得到峰值波长；

将所述峰值波长代入所述定标模型，得到测量的颗粒粒径。