[发明专利]透过率相关频谱法颗粒测量方法及其装置

权利要求书

1.一种透过率相关频谱法颗粒测量方法，其特征在于，方法步骤为：

1)在颗粒粒子流通过的空间中，与颗粒流向垂直设置直径为D_B，相距为d，入射光强度分别为I_1，0和I_2，0的二束平行的窄光束；

2)用光电探测器测量在时刻t通过受光照射的厚度为L的颗粒测量区的透射光脉动信号I₁(t)和I₂(t)，并用透射光强度和入射光强度之比：

T₁(t)＝I₁(t)/I_1，0和T₂(t)＝I₂(t)/I_2，0表示透过率；

3)对上述透过率脉动信号作互相关处理，得到互相关信号P_d，τ为：

Pd,τ=e{T1(t)T2(t+τ)}=limts→∞1ts∫0tsT1(t)T2(t+τ)dt---(1)]]>

改变相关时间τ的大小，得到P_d，τ达到最大值时所对应的τ，记做τ_max，τ_max与光束距离d结合可得颗粒速度v＝d/τ_max；

4)对透过率脉动信号T(t)作自相关处理，用P_τ表示：

Pττ=e{T(t)T(t+τ)}=limts→∞1ts∫0tsT(t)T(t+τ)dt---(2)]]>

与上面一样，τ是相关时间，当τ→0时，T(t)＝T(t+τ)，此时相关值最大，随着相关时间τ的增大，相关性逐渐减弱，对于光束直径为D_B、颗粒粒径为D_P、颗粒的流速为v的情况，当τ＞(D_P+D_P)/v时，相关性降为最小；理论上得到T(t)的相关值P_τ是光束直径为D_B、颗粒粒径为D_P，i、颗粒的流速为v、颗粒体积浓度C_V，i、光程L和相关时间τ的函数，

lnPτ=-Σi1.5LDP,iCV,i[2-Π(DBDP,i,vτDP,i)]---(3)]]>

其中特征函数∏描述透过率自相关频谱中包含的颗粒粒度分布信息

Π(Λ,Γ)=∫0∞FS(Λ)·J0(2uΓ)·2J12(u)udu---(4)]]>

Λ＝D_B/D_P是光束直径与颗粒粒径的比值，г＝vτ/D_P，F_S是窄光束在截面上的光强分布因子，适用于圆形高斯光束、圆形均匀光束、矩形光束和多边形光束，对于高斯光束为对于光强均匀分布的圆形光束为[2J₁(uΛ)/uΛ]²；

5)根据公函数式3，改变相关时间τ即可得到透过率自相关频谱，当光束直径为D_B、颗粒的流速为v、光程L已知时，从透过率自相关频谱图，得到颗粒的粒径分布信息并由此得到颗粒的浓度信息；

当颗粒为单分散系时，从频谱图曲线的转折点结合颗粒系的流速即得到颗粒的粒径，从曲线在纵坐标上的高度得到颗粒的浓度。