在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中,光學(xué)測(cè)量技術(shù)以其*的非接觸性、高測(cè)量精度、易實(shí)現(xiàn)不帶電測(cè)量、良好的重復(fù)性和便攜性等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛的重視和應(yīng)用,呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的勢(shì)頭。本文的研究內(nèi)容主要集中在基于Mie氏散射理論的微粒粒徑分布的測(cè)量和基于光纖Fabry-Perot干涉儀的液體折射率測(cè)量兩個(gè)方面。圍繞這兩個(gè)光電測(cè)量手段,本文所做的主要工作和取得的研究成果如下: 一.在微粒粒徑分布的測(cè)量方面: 1.采用全固態(tài)倍頻Nd:YAG激光器取代傳統(tǒng)的He-Ne激光器作光源,以一維線陣CCD取代傳統(tǒng)的同心環(huán)光電探測(cè)器作為光信號(hào)探測(cè)器,自行搭建起一套測(cè)量微粒粒徑分布的光電實(shí)驗(yàn)裝置。采用中國國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心提供的標(biāo)準(zhǔn)顆粒試樣進(jìn)行了單分散體系粒子群的粒度實(shí)際測(cè)量,從而驗(yàn)證了該實(shí)驗(yàn)裝置及所建數(shù)學(xué)模型的可靠性; 2.測(cè)定了國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心提供的聚苯乙烯小球顆粒的折射率,為其在激光粒度儀的校準(zhǔn)等場(chǎng)合的應(yīng)用提供了一個(gè)重要光學(xué)參數(shù); 3.在理論上建立了多分散體系粒子群R-R粒徑分布條件下的光散射測(cè)量的數(shù)學(xué)模型,并進(jìn)行了的計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬計(jì)算。討論了在隨機(jī)噪聲存在的情況下,待測(cè)粒子群真實(shí)粒徑分布的變化對(duì)測(cè)量精度的影響問題。該討論適用于現(xiàn)今靜態(tài)光散射型激光粒度儀; 4.測(cè)量了加濕器產(chǎn)生的多分散體系霧滴群的粒徑分布,通過與廠商公布的有關(guān)數(shù)據(jù)相比較,驗(yàn)證了本實(shí)驗(yàn)裝置及有關(guān)算法的有效性。 二.在液體折射率的測(cè)量方面: 1.在理論上分析了采用Fabry-Perot干涉儀實(shí)現(xiàn)液體折射率高精度測(cè)量的原理和可行性; 2.在實(shí)驗(yàn)上以單模石英光纖為傳光介質(zhì),Fabry-Perot干涉儀為傳感器件,面陣分體CCD為圖像探測(cè)系統(tǒng)組成測(cè)量裝置,對(duì)不同濃度的酒精水溶液進(jìn)行了測(cè)量。給出了測(cè)量過程中的干涉環(huán)圖樣的動(dòng)態(tài)變化過程。實(shí)驗(yàn)的初步結(jié)果證明,采用該系統(tǒng)可以探測(cè)到10-5數(shù)量級(jí)的折射率變化量,相應(yīng)的體積濃度變化量約在0.04%左右,達(dá)到設(shè)計(jì)目的。