过程工程学报 ›› 2024, Vol. 24 ›› Issue (9): 1070-1079.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224054CSTR: 32067.14.jproeng.224054
邓飞1,2, 苏格毅1,2, 黄茜1,2, 孙存金1,2, 苏明旭1,2*
Fei DENG1,2, Geyi SU1,2, Qian HUANG1,2, Cunjin SUN1,2, Mingxu SU1,2*
摘要: 在单一颗粒系中,消光光谱法颗粒粒径测量模型通常基于Mie散射理论和朗伯-比尔定律(Lambert-Beer Law)构建。但由多种颗粒物构成的混合颗粒系消光特性更为复杂,颗粒粒径及分布、折射率、颗粒配比均会影响消光谱,传统模型不再适用。本工作将消光截面按混合比等效,构建了一种混合颗粒消光模型。对于多种混合颗粒系进行消光谱数值计算,将混合颗粒系分为单分散和多分散两种情况,分别探讨了颗粒粒径、折射率、混合比及分布参数对消光光谱影响规律。研究了混合颗粒系粒径、分布参数和混合比多参数同步反演问题,搭建消光谱测量系统并配置混合比为0.25, 0.5及0.75的二氧化硅和聚苯乙烯混合颗粒悬浮液进行实验,采用改进差分进化算法对实验谱进行反演。结果表明,混合消光模型预测与实验消光谱吻合,均方根误差小于0.08;实现了在不同混合比条件下多分散混合颗粒系的多参数同步反演,粒径和混合比的最大反演误差绝对值分别为7.44%和7.48%,均小于单分散假定时混合颗粒系参数反演误差绝对值,分布参数结果较好地反映了实验样品颗粒粒径分布较窄的特点。