[發(fā)明專利]動態(tài)散射光信號模擬方法及系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110186040.6
• 申請日: 2011-07-05
• 公開（公告）號: CN102252946A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設計）人: 劉國斌;楊暉;段素丙;魏彩云
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信號模擬技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種信號模擬方法，尤其涉及一種動態(tài)散射光信號模擬方法；同時，本發(fā)明還涉及一種動態(tài)散射光信號模擬系統(tǒng)。

背景技術(shù)

動態(tài)光散射(Dynamic?light?scattering簡稱DLS)技術(shù)是研究散射光在某一固定空間位置的漲落現(xiàn)象，數(shù)十年來廣泛應用在基礎科學和工程科學研究中。

動態(tài)光散射技術(shù)的一個重要應用就是進行亞微米級顆粒的粒徑測量，測量原理是基于顆粒的布朗運動。由于布朗運動，在激光照射下，顆粒在某一角度下的散射光強相對于某一平均值隨機漲落。這種漲落變化的速度包含著顆粒的粒徑信息，通過測量平移擴散系數(shù)完成顆粒粒徑信息的提取。

目前顆粒粒徑測量的研究熱點是對散射光信號的后續(xù)處理，然而通過搭建光路得到散射光信號是一個比較費時費力的過程，不僅涉及價格昂貴的激光器，還需要進行復雜的入射光路和散射光路調(diào)試，這是一個經(jīng)濟成本和人力成本均較大的過程，特別是當我們的研究的重點是信號處理部分的時候，用在光路搭建部分所花費的精力更是不合時宜。

為此，有必要開發(fā)一種虛擬儀器，在免搭建光路的情況下，獲得模擬的散射光信號，為動態(tài)光散射(Dynamic?light?scattering簡稱DLS)技術(shù)的研究提供穩(wěn)定易得的信號源。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種動態(tài)散射光信號模擬方法，可以不搭建復雜光路，由模擬器產(chǎn)生動態(tài)光散射模擬信號，完成動態(tài)光散射(DLS)信號處理的研究。

此外，本發(fā)嗎進一步提供一種動態(tài)散射光信號模擬系統(tǒng)，可以不搭建復雜光路，由模擬器產(chǎn)生動態(tài)光散射模擬信號，完成動態(tài)光散射(DLS)信號處理的研究。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種動態(tài)散射光信號模擬方法，所述方法包括如下步驟：

步驟S1、構(gòu)造q，θ為所要模擬的光路中散射光信號的散射角，取值θ為π/2，θ/2即π/4；通過“Pi?Divided?by?2”控件和“Divide”控件構(gòu)造出π/4，然后通過sin函數(shù)構(gòu)造然后通過“Compound?Arithmetic”控件構(gòu)造再通過“Divide”控件除以光在真空中的波長λ₀構(gòu)造出即構(gòu)造出q；

步驟S2、通過“Power?of?x”控件，由q構(gòu)造q²，其中x取值為2；

步驟S3、通過“Compound?Arithmetic”控件，將2、q²、T、k_B相乘，構(gòu)造2q²Tk_B；

步驟S4、將2q²Tk_B除以3πrη得到2Dq²；通過“Compound?Arithmetic”控件、“Divide”控件構(gòu)造2Dq²；

步驟S5、構(gòu)造S(ω)，包括：(1)構(gòu)造ω，由內(nèi)層FOR循環(huán)的迭代次數(shù)i減去采樣點數(shù)1000，再乘上0.001π，得到每次循環(huán)對應的頻率分量ω然后通過“Power?of?x(x取值為2)”控件由ω構(gòu)造ω²；(2)將2Dq²引入FOR循環(huán)內(nèi)部，通過“connect?wire”實現(xiàn)；(3)通過“Divide”控件、“Add”控件構(gòu)造出

步驟S6、構(gòu)造b_i，構(gòu)造b_i的關(guān)鍵點是構(gòu)造y_i，y_i是滿足二自由度的x²分布，即f(y)＝(1/2)exp(-y/2)；通過“Random?number”控件和“Natural?logarithm”控件構(gòu)造y_i，進而構(gòu)造b_i；

步驟S7、構(gòu)造I(t)，I(t)的構(gòu)造步驟包括：(1)構(gòu)造θ_i，θ_i滿足[0，2π]上的均勻隨機分布；由“Random?number”控件乘以2π得到；(2)構(gòu)造ω_t，方法是由步驟S5構(gòu)造出的ω乘以內(nèi)層FOR循環(huán)的迭代次數(shù)i；(3)將步驟S6構(gòu)造出的b_i與cos(ω_t+θ_i)相乘，得到每個點的頻率分量，再由外層FOR循環(huán)計算采樣點數(shù)，得到模擬動態(tài)光信號I(t)。