[发明专利]一种流动气溶胶流速与粒度分布的动态光散射测量方法

权利要求书

1.一种流动气溶胶流速与粒度分布的动态光散射测量方法，其特征在于：包括测量装置，测量装置包括气溶胶发生器(9)，还包括如下步骤：

步骤1，开启气溶胶发生器(9)，得到流速为v的气溶胶颗粒，通过测量装置测量得到气溶胶颗粒的光强自相关函数；

步骤2，得到气溶胶颗粒在流速为v时光强自相关函数与归一化电场自相关函数的关系式；

步骤3，得到气溶胶颗粒光强自相关函数对数的麦克劳林展开式；

步骤4，计算得到气溶胶颗粒的流速v；

步骤5，将步骤4中求得的气溶胶流速v代入离散化的电场自相关函数中，得到含有气溶胶颗粒粒度信息分布的方程组；

步骤6，通过Tikonov正则化方法对步骤5中所得到的含有气溶胶颗粒粒度信息分布的方程组求解，得到气溶胶颗粒的粒度分布。

2.根据权利要求1所述的流动气溶胶流速与粒度分布的动态光散射测量方法，其特征在于：所述的步骤4包括如下步骤：

步骤4-1，将步骤3中得到光强自相关函数的麦克劳林展开式在二次项处截断；

步骤4-2，对光强自相关函数的对数进行最小二乘拟合得到流速为v时对光强自相关函数的对数展开后的第二阶累积量；

步骤4-3，关闭气溶胶发生器，使气溶胶颗粒速度为0，然后重复所述步骤1～3，得到流速为0时的光强自相关函数的麦克劳林展开式，重复步骤4-1～4-2，得到流速为0时对光强自相关函数的对数展开后的第二阶累积量；

步骤4-4，通过流速计算公式得到气溶胶的流速v。

3.根据权利要求2所述的流动气溶胶流速与粒度分布的动态光散射测量方法，其特征在于：所述的流速计算公式为：

其中，k₂为流速为v时对光强自相关函数的对数展开后的第二阶累积量，k'₂流速为0时对光强自相关函数的对数展开后的第二阶累积量，ω表示经透镜聚焦后的束腰。

4.根据权利要求1所述的流动气溶胶流速与粒度分布的动态光散射测量方法，其特征在于：在所述的测量装置中，还包括测试台(8)，所述气溶胶发生器(9)位于测试台(8)的下方，气溶胶发生器(9)的出口通过连接流量计(10)接入气溶胶池(11)中；在测试台(8)的表面设置有比色皿放置台(2)，在比色皿放置台(2)内固定有比色皿，气溶胶池(11)顶部的出口通过管路接入比色皿放置台(2)内的比色皿中；

比色皿的一个面正对透镜(4)，相邻的另一个面正对光子计数器(3)，在透镜(4)的一侧设置有反射镜(5)，在反射镜(5)的一侧设置有激光发生器(7)，光子计数器(3)与内置相关器的PC机(6)相连。

5.根据权利要求4所述的流动气溶胶流速与粒度分布的动态光散射测量方法，其特征在于：在所述比色皿放置台(2)的顶部树立有排出管(1)，在排出管(1)中安装有排气风机，在气溶胶池(10)中还设置有管路直接接入排出管(1)中。

6.根据权利要求4所述的流动气溶胶流速与粒度分布的动态光散射测量方法，其特征在于：所述的比色皿两端贯通。

7.根据权利要求1所述的流动气溶胶流速与粒度分布的动态光散射测量方法，其特征在于：在所述的步骤1中，气溶胶颗粒的光强自相关函数为：

式中，τ为延迟时间，B为测量基线，β为相干因子，Γ＝D_Tq²为衰减线宽，为颗粒的扩散系数，为散射矢量，其中，k_B、T、η、d、n、λ₀和θ分别代表Boltzmann常数、介质的绝对温度、介质的粘度系数、颗粒流体力学直径、介质的折射率、入射光波长和散射角度，v表示与散射光接收方向垂直的颗粒流速，为经透镜聚焦后的束腰，ω₀和f分别代表入射光束束腰和透镜焦距，〈N为散射体内的平均颗粒数。