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光电技术在微小颗粒测量中的应用
介绍一种利用光学、电学及计算机接口原理，测量微小粒子的粒径及分布的方法。
关键词：激光；光电转换；接口技术
SUN Hao
(College of Electrical Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China)
Key words: laser; optics and electrics conversion; interface te chnology
虽然测量微小颗粒的方法很多，如显微镜法、沉降法等，但是用光学的方法测量具有更多优点：
(1)由于光的透射性，可以实现非接触测量；(2)光电转换频响时间很短，且可与计算机配合使用；(3)对被测微小颗粒的物理特性(密度、粘度等)要求低；(4)适用固体、液体及气体。
本装置用光学中光的夫琅和费衍射现象测量颗粒。根据夫琅和费衍射的理论，当一束平行光照射到测量区中的颗粒群时，便会产生光的衍射现象，因此，衍射光的强度分布与测量区中被照射的颗粒直径和颗粒数有关。图1是微小颗粒测量的示意图。
(1)由于光的透射性，可以实现非接触测量；(2)光电转换频响时间很短，且可与计算机配合使用；(3)对被测微小颗粒的物理特性(密度、粘度等)要求低；(4)适用固体、液体及气体。
本装置用光学中光的夫琅和费衍射现象测量颗粒。根据夫琅和费衍射的理论，当一束平行光照射到测量区中的颗粒群时，便会产生光的衍射现象，因此，衍射光的强度分布与测量区中被照射的颗粒直径和颗粒数有关。图1是微小颗粒测量的示意图。
式中，I0为平行入射光强度；f为接收透镜的焦距；λ为入射光的波长；X=πdsinθ/λ，θ为衍射角，当衍射角比较小时，sinθ=θ；J1为一阶Bessel函数。
从式(1)可知，在其他参数不变的情况下，I(θ)的大小与被照射的颗粒的粒径d有一定的对应关系，粒径越大衍射光的强度越大。衍射图形与颗粒直径之间存在着完全确定的对应关系。由于我们所用的是光电探测器，因此，对于光电探测器的第n环(设环半径从rn～rn+1对应的衍射角从θn到θn+1)，其光能量为
实际测量区中的颗粒数往往很多，而且所有颗粒的粒径大小又不同。设颗粒直径为di，颗粒有Ni个，这时光电探测器每一环的衍射光能量为：
探测器有30环，对其中每一环都可按式(6)写出其衍射光能，e1、e2…e30。反之，如果光电探测器能探测到e1、e2…e30各环光能，就能算出与这个光能分布相对应的颗粒尺寸。以上所述就是用光的衍射理论，测量微小颗粒粒径及颗粒分布的方法。
- 光电技术(12671)
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线圈的磁性检测装置，研究不同测量条件与检测方法对磁性颗粒定量测量的影响
规律，初步实现了 mg 级磁颗粒的检测。
2022-06-07 09:48:231
1微小工件轮廓测量用影像测量仪
影像测量仪支持表面光、透射光、同轴光分段编程控制，切换倍率时软件会自动补偿光源亮度，自动识别测量部位，每次都能获得统一稳定的测量结果。能轻松解决测量复杂轮廓形状零件测量的复杂性和排列的无序性，保证高倍率镜头下微小工件轮廓测量的精准性。
2022-09-14 09:15:25529
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微小电流钳的使用方法
微小电流钳是一种用于测量微小电流的仪器，它通常由一个夹子和一个电流表组成。微小电流钳的使用方法非常简单，但需要注意一些要点，下面将详细介绍。
2023-04-07 14:37:161104
1104哪些仪器可以测量微小电流？
测量微小电流有哪些方法是一个研究电学领域中备受关注的问题。在科技进步的今天，测量微小电流既是实验室中的基础研究，也成为了生产和制造上可持续发展的重要保障。目前，测量微小电流的技术和方法有很多，这篇文章将详细介绍一下其中的几种。
2023-04-18 16:34:161426
1426谭久彬院士：光电测量技术与仪器发展要面向国家重大需求
光电产业的发展带动了光电测试测量技术的发展。谭久彬院士表示，光学测量和光电测量一直是科学领域最活跃、最有创新机遇的方向。在科技领域，一些重大的科学发现都是借助光学显微镜或者光电测量仪器实现的
2023-05-06 10:33:08793
793微小电阻测量的方法
微小电阻测量的方法 微小电阻测量是一种重要的电测量技术，它广泛应用于电子、通信、医疗、航天、军事等领域。在许多应用中，需要对微小电阻值进行非常精确的测量，因此需要使用特殊方法和技术来提高测量精度
2023-08-24 14:48:042572
2572微变电阻是什么？微小电阻测量方法
微变电阻是什么？微小电阻测量方法 微变电阻是指在微小应变下，电阻发生微小变化的电阻器件。微变电阻通常由微型弹性体、电阻材料和粘结剂等构成。当微小应变作用于电阻器件时，弹性体产生微小形变，导致电阻材料
2023-08-24 14:48:19882
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