发散光束对消光法颗粒粒径测量影响

采用蒙特卡罗方法模拟光子在散射介质中传输的物理过程,研究发散光束对消光法粒径测量的影响。将平行入射光条件下数值结果与Lambert-Beer模型进行对比验证,分析了入射光发散角变化对消光光谱的影响。搭建基于发散光束的消光实验平台,分别在入射光平行和发散条件下测得三种聚苯乙烯乳胶球标准颗粒消光光谱,其与蒙特卡罗模拟结果变化趋势基本一致。数值和实验消光谱的粒径反演结果表明:随发散角增大,测得粒径与标称值误差越大,发散角为5°时粒径的反演误差均在4.62%以内,但发散角为20°时标称粒径0.2、0.8、2.88μm的颗粒样品测量误差分别为4.25%、12.75%、-9.55%。进行误差修正,通过蒙特卡罗方法建立的发散光束数值模型构造系数矩阵,对粒径0.8μm的颗粒在发散角为5~20°的实验消光谱反演,误差在2.00%以内。