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激光粒度分析中的二次衍射

济南微纳

2013/05/28

颗粒度测量

激光粒度分析中的二次衍射
任中京
(山东建材学院，济南，250022)

摘要本文计论了双层颗粒群产生的二次衍射，并给出了二次衍射复场分布的表达式，同时讨论了二次衍射与颗粒浓度之间的关系，找到了抑制二次衍射的最佳浓度。本文结论对于提高激光粒度仪的测量准确度具有重要意义。

关键词激光：粒度分析；二次衍射

引言

各种激光粒度分析仅均是通过检测颗粒群的衍射谱来分析颗粒大小及其分布的。为获得正确的衍射谱。需要颗粒群散布在同一平面上。而事实上，颗粒群在检测区内很难呈二维分布。对于动态颗粒群更是如此。只要颗粒群不满足二维分布的要求，那么经颗粒衍射的光，就有可能再次发生衍射．我们把此种衍射称为二次衍射。在激光粒度分析中，二次衍射是测量误差的主要来源。

我们注意到衍射谱归一化总能量恰好等于入射光强度I₀，这是物空间与频谱空间能量守恒的结果。

(18)式定量地给出了衍射谱中各种成分之间的比例关系，为我们研究抑制二次衍射的途径提供了依据。

3 抑制二次衍射的最佳浓度

从(18)式可见，在衍射谱中有三种成分同时共存，它们对粒度分析的作用各不相同：透射项对粒度分析没有贡献，应尽量减少；一次衍射谱’>是粒度分析的依据，要尽可能增强；二次衍射谱< E’’>的作为一种宽带噪声叠加在之上，应尽力抑制。此三者在谱面上的分布如图 4所示。

为了找到一个抑制二次衍射的最佳比例，我们把各项强度随 K值变化的规律及典型值列于表2，取I₀=I，并绘出曲线。

4 结论

综上所述，二次衍射谱是一次衍射谱的卷积，是叠加在一次衍射谱上的宽带噪声。二次衍射强度正等于颗粒在光轴方向重叠的几率。理论分析表明：当颗粒在分散介质中的体积浓度C₀=0.17时，二次衍射可以得到有效地抑。

本文讨论仅限于二次衍射，对于三维分布题粒产生的高次衍射，有待进一步研究。

参考文献

l J.W.顾德门.付立叶光学导论。北京：科学出版社，1979

2 REN，Z.J.eta1.PARTICUOIAJGY，1988

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