PCS納米粒度儀研究.pdf

1、納米顆粒由于具有表面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應，因此在電、磁、力、光、熱等方面表現(xiàn)出異常的特性，使其在國民經(jīng)濟各個領域有著極其廣泛的應用。納米顆粒的這些特性與顆粒的粒度分布參數(shù)密切相關，因而納米顆粒測量具有重要的意義。光子相關光譜法是納米顆粒粒度測量的主要方法，其測量原理是建立在顆粒的布朗運動基礎之上。本文研究了基于光子相關光譜理論的納米粒度儀，主要研究內容如下：
　　一、基于光子相關光譜法理論的研究與分析，提出了PCS納

2、米粒度儀的系統(tǒng)構成方案。
　　二、針對散射光強極其微弱的特點，采用單光子計數(shù)技術，實現(xiàn)了光子計數(shù)器。光子計數(shù)器包括PMT、放大器、甄別器和脈沖計數(shù)器。
　　三、針對線性光子相關器動態(tài)范圍與相關函數(shù)曲線分辨率相互矛盾的不足，在分析指數(shù)光子相關器工作原理的基礎上，采用FPGA+DSP實現(xiàn)指數(shù)光子相關器。FPGA完成高速脈沖計數(shù)和線性相關通道部分的運算，DSP完成指數(shù)相關通道部分的運算。
　　四、基于對納米粒度儀結構參數(shù)的分

3、析，完成了整個儀器的研制。主要工作包括激光器選擇、光路的設計以及機械結構的設計。
　　五、對顆粒粒度分布反演算法進行了研究。針對Tikhonov正則化算法中存在負數(shù)解的不足，在研制的PCS納米粒度儀中采用了約束Tikhonov正則化算法。反演結果表明，約束 Tikhonov正則化算法的反演峰值明顯優(yōu)于無約束 Tikhonov算法的反演峰值。
　　六、利用研制的PCS納米粒度儀分別對60、100、200、300、450nm五種