使用蒙特卡洛方法对基于激光散射的粒子大小测量在高模糊度的测量进行评估和校正

科学领域:

• 光学物理学 光学物理学
• 粒子的特征化 粒子的特征化
• 计算建模 计算建模

背景情况:

• 激光散射是一种用于粒子大小分析的常用方法.
• 在粒子系统中,高度和多重散射效应会导致粒子大小的显著低估.
• 精确的颗粒大小测量在各种工业和科学应用中至关重要.

研究的目的:

• 为了研究高遮蔽粒子系统中的光散射特征.
• 为了评估多重散射对基于激光散射的粒子大小测量的影响.
• 开发和验证一种校正方法,以提高高度下粒子大小的准确性.

主要方法:

• 基于Mie的理论开发了一种蒙特卡洛模型来模拟光散射.
• 实验测量使用一个紧的设置与认证的参考材料 (CRM) 在不同的度.
• 同时测量散射光能分布和遮蔽.
• 应用单一的散射模型和一个拟议的改进模型,用于数据反转的多重散射.

主要成果:

• 粒子大小倒置结果显示,随着模糊度的增加,与名义值的偏差越来越大.
• 传统的单一散射模型在0.2级的遮光下产生了5%的误差,但在较高的遮光下,误差达到~15%.
• 拟议的校正方法,包括多重散射贡献,显著提高了准确性.
• 在所有测试的CRM中,颗粒大小测量误差减少到5.0%.

结论:

• 多重散射在高度条件下显著影响基于激光散射的粒子大小测量.
• 开发的蒙特卡洛模型和改进的反转方法有效地解释了多重散射效应.
• 拟议的校正方法提供了一种可靠的方法,用于在具有挑战性的,高度模糊的环境中准确确定颗粒大小.