[发明专利]一种颗粒系粒径分布的测量方法

摘要

本发明公开了一种颗粒系粒径分布的测量方法，包括以下步骤，利用近场散射技术，建立散射光强度分布与颗粒群粒径的积分方程关系式并离散化；构造泛函e，通过最小化泛函e来确定最佳奇异值截止值；采用L曲线法选取正则化参数α，结合最佳奇异值截止值构造滤波因子，得到粒径分布列向量的近似解形式；采用Chahine迭代算法进行迭代计算，得到收敛解，实现颗粒群粒径分布的测量。本方法引入的改进滤波因子极大程度地发挥模型的有效信息作用，对于粒径峰值间隔较近的颗粒系，可以实现高准确性和稳定性的粒径分布测量。

主权项

1.颗粒系粒径分布的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：利用近场散射技术，将CCD相机拍摄到的颗粒系散斑图像处理成包含颗粒粒度信息的散射光强度分布，建立其与颗粒群粒径的积分方程关系式如下：I_S(θ)＝∫I_Mie(θ，D)N(D)dD   (1)式中，I_S(θ)为散射角为θ时包含颗粒粒度信息的散射光强度，I_Mie(θ，D)是直径为D的颗粒在散射角为θ时的Mie散射光强，N(D)是颗粒粒径的频率分布；将散射角θ等分为m份，粒径D等分为n组，离散化处理式(1)得到线性方程组并归一化成矩阵形式：I＝AX其中，I＝(i₁，i₂，...，i_m)为散射光强角分布列向量，X＝(x₁，x₂，…，x_n)为粒径分布列向量，系数矩阵A的元素a_i，j表示等效粒径为x_i的颗粒在散射角θ时的散射光强；步骤二：对系数矩阵A进行SVD分解：其中，u_i、v_i是A的左右奇异值矩阵列向量，λ_i是递减排列的奇异值；建立广义逆矩阵其中，λ_k是最佳奇异值截止值；步骤三：构造泛函e如式(2)，通过最小化泛函e来确定最佳奇异值截止值λ_k；式中，R为分辨率矩阵，R＝A^*A；E为单位阵；cov[X]为协方差矩阵，cov[X]＝σ²A^*(A^*)^T，σ为观测噪声的方差；步骤四：采用L曲线法选取正则化参数α，结合最佳奇异值截止值λ_k构造滤波因子，得到粒径分布列向量的近似解形式：步骤五：用SIRT算法对式(3)进行非负约束，然后作为Chahine迭代算法的初始值进行迭代计算，得到收敛解，实现颗粒群粒径分布的测量。