本文關(guān)鍵詞：光散射技術(shù)在高分子溶液特性參數(shù)檢測中的應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 光散射技術(shù) 靜態(tài)光散射 Mie理論 微粒檢測技術(shù)

【摘要】：近年來,高分子材料因一些特殊的性能而備受關(guān)注,在化工、醫(yī)藥、環(huán)保等多個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。為了制備出性能優(yōu)越高分子材料,必須利用微粒檢測技術(shù)監(jiān)測其合成過程,可見微粒檢測技術(shù)十分重要。我國非常重視高分子材料的研究,但是由于檢測技術(shù)落后,儀器匱乏,使得科學(xué)研究和生產(chǎn)都受到了制約,對相關(guān)檢測技術(shù)的研究十分迫切。光散射技術(shù)具有測量精度高、重復(fù)性好、測量速度快等優(yōu)點,是高分子溶液特性參數(shù)檢測的熱門技術(shù)。本文研究目的是利用光散射技術(shù)完成對高分子溶液的重均分子量wM、均方旋轉(zhuǎn)半徑gR、第二維里系數(shù)2A等參數(shù)的檢測。通過研究光散射技術(shù),提出了解決方案并搭建了測試系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容如下:1、介紹了光散射現(xiàn)象的本質(zhì),調(diào)研了光散射技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。詳細(xì)闡述了Mie理論,根據(jù)理論公式分析了Mie散射規(guī)律。隨后引出了Mie理論的近似,即夫瑯禾費(fèi)衍射理論和瑞利散射理論,并對兩個近似理論的適用條件進(jìn)行了分析說明。2、調(diào)研了多種檢測高分子溶液特性的光散射技術(shù),在此基礎(chǔ)上給出了本課題的解決方案。確定了系統(tǒng)的工作原理基于瑞利散射理論,為后續(xù)測試系統(tǒng)設(shè)計提供了理論支持。隨后給出了測試系統(tǒng)的設(shè)計方案。3、對系統(tǒng)設(shè)計方案進(jìn)行了分析驗證。使用PSpice軟件對光電轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行了仿真分析,包括直流偏置點分析、帶寬分析和電路噪聲分析,結(jié)果表明:電路特征頻率超過60Hz時,輸出噪聲增大速度明顯加快。對光電轉(zhuǎn)換電路做了靜態(tài)標(biāo)定實驗,算得遲滯誤差為1.76%,重復(fù)性誤差為2.81%。檢驗了系統(tǒng)的采樣率,其最大值可達(dá)到11KHz。通過以上工作,確保了系統(tǒng)中各個模塊能夠正常工作。4、最后完成了測試系統(tǒng)各個模塊的聯(lián)試實驗,成功測定了高分子稀溶液的重均分子量wM、均方旋轉(zhuǎn)半徑gR、第二維里系數(shù)2A等參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：光散射技術(shù) 靜態(tài)光散射 Mie理論 微粒檢測技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O631.4;O657.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-10
• 1.緒論10-18
• 1.1 光散射技術(shù)的產(chǎn)生10
• 1.2 光散射的分類10-11
• 1.3 光散射技術(shù)的發(fā)展11-15
• 1.3.1 衍射散射法12-13
• 1.3.2 角散射法13
• 1.3.3 全散散射法13-14
• 1.3.4 光子相關(guān)光譜法14
• 1.3.5 激光全息測量法14-15
• 1.4 光散射測量儀器的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容17-18
• 2.光散射理論18-30
• 2.1 與光散射相關(guān)的物理量簡介18-22
• 2.1.1 散射截面與散射系數(shù)18
• 2.1.2 吸收截面與吸收系數(shù)18-19
• 2.1.3 消光截面與消光系數(shù)19-20
• 2.1.4 散射振幅函數(shù)及強(qiáng)度函數(shù)20-21
• 2.1.5 散射與吸收的消光定律21-22
• 2.2 Mie散射理論22-25
• 2.3 Mie散射規(guī)律分析25-27
• 2.3.1 光散射強(qiáng)度分布特征分析25-26
• 2.3.2 偏振的特征26-27
• 2.3.3 散射理論適用范圍27
• 2.4 Mie散射的近似27-29
• 2.4.1 瑞利散射理論（小粒子近似）27-28
• 2.4.2 夫瑯禾費(fèi)衍射理論（大粒子近似）28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 3.測試系統(tǒng)設(shè)計30-49
• 3.1 系統(tǒng)設(shè)計原理30
• 3.2 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計30-32
• 3.3 光路設(shè)計32-34
• 3.3.1 激光器選型32-33
• 3.3.2 樣品槽設(shè)計33-34
• 3.4 光電轉(zhuǎn)換電路設(shè)計34-41
• 3.4.1 前置放大電路設(shè)計35-38
• 3.4.2 濾波電路設(shè)計38-39
• 3.4.3 二級放大電路設(shè)計39-41
• 3.5 數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計41-44
• 3.5.1 RS-422總線接口電路設(shè)計42
• 3.5.2 單片機(jī)控制程序設(shè)計42-44
• 3.6 上位機(jī)軟件設(shè)計44-48
• 3.6.1 數(shù)據(jù)處理模型及公式45-46
• 3.6.2 散射光強(qiáng)歸一化處理46-47
• 3.6.3 軟件功能設(shè)計47-48
• 3.7 本章小結(jié)48-49
• 4.系統(tǒng)設(shè)計方案的分析及驗證49-63
• 4.1 光電轉(zhuǎn)換電路性能分析49-55
• 4.1.1 前置放大電路的PSpice仿真49-51
• 4.1.2 電路噪聲仿真分析51-52
• 4.1.3 電路的靜態(tài)標(biāo)定52-55
• 4.2 數(shù)據(jù)采集電路性能分析55-57
• 4.2.1 電路的采樣精度55-56
• 4.2.2 采樣率測試56-57
• 4.3 儀器常數(shù)的標(biāo)定57-58
• 4.4 系統(tǒng)聯(lián)試實驗58-62
• 4.4.1 實驗步驟59-60
• 4.4.2 實驗數(shù)據(jù)處理60-61
• 4.4.3 性能分析61-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 5.總結(jié)與展望63-65
• 5.1 總結(jié)63-64
• 5.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及取得的成果69-70
• 致謝70-71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：935718