[发明专利]一种用高速电荷耦合成像系统测量非各态历经体系中的扩散波谱的方法及装置

摘要

本发明是一种用高速电荷耦合成像系统测量扩散波谱观察强电场下体积分数较高的非各态历经体系的动态结构演化过程。现有的技术中单模光纤探测方式测量非各态历经体系已不能适用，目前尚无适用的方法测量该体系的结构演化过程。本发明通过测量样品的自相关函数和扩散透射率，观察了动态和静态条件下电流变液体系的结构形成，从而得出结论，至少由两个因素在电流变过程中起着重要的作用，一是净电荷相互作用，二是偶极子相互作用。在低直流电场下，两者作用相当，而在高直流电场下，前者起主导作用。与之相反，在交流电场下，后者起决定作用，从而对电流变机制作出较好的解释。在不加电场条件下，将本方法的结果与单模光纤法的结果进行比较，吻合得很好，证明这种方法的可靠性。本发明装置简捷，适用于各种各态历经和非各态历经，结构响应较快的软物质体系，如电流变液、磁流变液和血液等。

主权项

1.一种用高速电荷耦合成像系统测量扩散波谱的方法，其特征是激光束经过光学系统扩束后到达样品，通过计算机控制步进转动台来决定高速电荷耦合成像系统的拍摄角度，由图像采集卡收集光强信息，再由计算机处理得到自相关函数，测量参数是散射光的自相关函数g(2)(t)，体系的动态结构演化及相互作用力信息均由它给出，多重散射体系中的g(1)(t)和g(2)(t)公式如下：g(2)(t)=1β(<I(t)I(0)><I>2-1)=(<E(0)E*(t)><|E|2>)2≡|g(1)(t)|2]]>其中β是相干系数，由实验中的光学条件决定，第二个等式是Siegert关系，g(1)(t)是光电场强度的自相关函数，对于弱相互作用的体系，g(1)(t)≡⟨E(t)E*(0)⟩T⟨|E|2⟩T=⟨Σpexp{iΣjqj·[rj(t)-rj(0)]}⟩]]>=Σpe-N<q2><Δr2>/6]]>其中，<...>T表示对时间的平均，表示对所有散射路径的求和，<Δr2(t)>＝6Dt，D是颗粒的扩散系数。