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粒度儀的反演“天機(jī)”
發(fā)布日期：2019-03-22 瀏覽次數(shù)：2000
粒度儀的反演“天機(jī)”
粒度儀是用物理的方法測(cè)試固體顆粒的大小和分布的一種儀器。隨著工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐的不斷，針對(duì)小粒徑顆粒、不規(guī)則形狀顆粒和特殊材料顆粒的研究越來越深入。基于線陣 CCD 探測(cè)器的激光粒度儀測(cè)量性能需要從顆粒的散射光學(xué)模型、儀器的光學(xué)結(jié)構(gòu)和采集數(shù)據(jù)的反演算法三個(gè)方面來進(jìn)一步提高。
粒度儀現(xiàn)在作為粉體材料粒度表征的重要工具，已經(jīng)成為當(dāng)今適用非常廣的粒度儀，在各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。現(xiàn)在市場(chǎng)上粒度儀品牌較多，有時(shí)對(duì)同一樣品的測(cè)試結(jié)果也有較大差異。那么造成這種差異的原因是什么呢？除了樣品和操作人員的不同之外，主要的原因是各粒度儀廠家使用的的反演算法有很大差異。什么是反演？反演就是對(duì)反問題的求解過程。
粒度儀的兩個(gè)核心就是光路系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。光路系統(tǒng)主要控制的是測(cè)量范圍，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要控制的是的是結(jié)果的性。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)就包括了信號(hào)的濾波、提取和反演算法。
比如說在測(cè)量大合唱時(shí)那么你需要通過合音來推算出都有哪些人在參加大合唱，每個(gè)人的音量在合音中的貢獻(xiàn)比例是多少這就是反演算法，反演算法是通過數(shù)學(xué)的方法求解反問題，它的性依賴所用算法的適應(yīng)性。
反演算法是通過數(shù)學(xué)的方法求解反問題，它的性依賴所用算法的適應(yīng)性。粒度儀中Mie散射系數(shù)矩陣A就是病態(tài)矩陣，且條件數(shù)較大，求解過程更復(fù)雜。我們可以通過矩陣關(guān)系式Ax=b，其中A為Mie散射系數(shù)矩陣，b為光散射向量，即激光粒度儀每個(gè)通道的信號(hào)組成的一維矩陣，x就是要求解的粒度分布數(shù)據(jù)。當(dāng)b光散射向量有微小波動(dòng)都會(huì)造成粒度分布x有劇烈波動(dòng)，這是粒度儀反演算法的難點(diǎn)所在，并會(huì)直接影響激光粒度儀的重復(fù)性和性。
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