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用双液芯柱透镜测量液相扩散系数方法的研究

摘要第3-5页
Abstract第5-7页
第一章 绪论第13-33页
    1.1 扩散系数测量的历史与现状第13-29页
        1.1.1 扩散第13-15页
        1.1.2 扩散模型的选取第15-19页
            1.1.2.1 传质系数k第15-16页
            1.1.2.2 扩散系数D第16-19页
        1.1.3 液相扩散测量理论第19-20页
        1.1.4 常见的测量液相扩散系数的方法及存在的问题第20-28页
            1.1.4.1 膜池法第20-22页
            1.1.4.2 光干涉法第22-24页
            1.1.4.3 Taylor分散法第24-26页
            1.1.4.4 其它方法第26页
            1.1.4.5 玻璃毛细管焦平面成像法测量液相扩散系数第26-28页
        1.1.5 精确测量液相扩散系数的意义第28-29页
    1.2 本文的主要工作及研究意义第29-33页
        1.2.1 主要工作第29-31页
        1.2.2 研究意义第31-33页
第二章 用焦平面成像法测量液相扩散系数的理论基础第33-45页
    2.1 Fick定律第33-35页
        2.1.1 Fick第一定律第33-34页
        2.1.2 Fick第二定律第34-35页
    2.2 Fick第二定律的解第35-44页
        2.2.1 扩散系数D为常数条件下的解第35-40页
            2.2.1.1 误差函数解(Error function solution)第35-38页
            2.2.1.2 高斯解(Guass solution,薄膜解)第38-40页
        2.2.2 扩散系数D不为常数条件下的解第40-44页
            2.2.2.1 Boltzmann-Matano法计算扩散系数第42页
            2.2.2.2 Sauer-Freise法计算扩散系数第42-44页
    2.3 本章小结第44-45页
第三章 用焦平面成像法测量液相扩散系数的实验装置第45-71页
    3.1 实验装置第46-48页
        3.1.1 平行光系统第46-47页
        3.1.2 观测系统第47-48页
        3.1.3 液芯柱透镜系统第48页
    3.2 利用液芯柱透镜焦平面成像法测量液体折射率第48-57页
        3.2.1 液体折射率测量第48-49页
        3.2.2 液体折射率n与焦距f(n)之间关系第49-57页
            3.2.2.1 高斯成像法计算液芯柱透镜焦距第50-52页
            3.2.2.2 基于折射定律对光线进行追迹第52-57页
    3.3 影响折射率测量的主要参数第57-62页
        3.3.1 折射率灵敏度第57页
        3.3.2 焦距的测量偏差第57-58页
        3.3.3 可分辨的液芯折射率最小变化量第58-59页
        3.3.4 像差分析第59-62页
            3.3.4.1 球差第59-61页
            3.3.4.2 消球差的方法第61-62页
    3.4 非对称液芯柱透镜参数分析第62-68页
        3.4.1 非对称液芯柱透镜的焦距递推公式第63-64页
        3.4.2 非对称液芯柱透镜影响折射率测量的主要参数第64-66页
        3.4.3 非对称液芯柱透镜光学测量系统的球差第66-67页
        3.4.4 非对称液芯柱透镜的优缺点第67-68页
    3.5 本章小结第68-71页
第四章 液芯柱透镜的设计第71-89页
    4.1 新设计对称液芯柱透镜第71-75页
        4.1.1 新设计对称液芯柱透镜的焦距递推公式第72页
        4.1.2 新设计对称液芯柱透镜影响折射率测量的主要参数第72-73页
        4.1.3 新设计对称液芯柱透镜光学测量系统的球差第73-75页
        4.1.4 新设计对称液芯柱透镜的优缺点第75页
    4.2 双液芯柱透镜第75-88页
        4.2.1 双液芯柱透镜的焦距递推公式第76-82页
            4.2.1.1 基于高斯光学进行光线追迹第77-78页
            4.2.1.2 基于折射定律逐面成像法对光线进行追迹第78-82页
        4.2.2 双液芯柱透镜影响折射率测量的主要参数第82-83页
        4.2.3 双液芯柱透镜光学测量系统的球差第83-87页
            4.2.3.1 双液芯柱透镜光学测量系统消球差位置可调第83-85页
            4.2.3.2 双液芯柱透镜系统在较宽折射率范围内控制球差第85-86页
            4.2.3.3 双液芯柱透镜光学测量系统消球差效果验证第86-87页
        4.2.4 双液芯柱透镜的优缺点第87-88页
    4.3 本章小结第88-89页
第五章 基于双液芯柱透镜测量液相扩散系数(Ⅰ)——等折射率薄层移动法第89-107页
    5.1 测量原理第89-91页
        5.1.1 成像原理第89-90页
        5.1.2 等折射率观察薄层移动法测量液相扩散系数的计算理论第90-91页
    5.2 实验计划第91-92页
    5.3 测量结果第92-97页
        5.3.1 溶液浓度与折射率之间的关系第92-94页
        5.3.2 双液芯柱透镜后液芯液体折射率的选取第94-95页
        5.3.3 室温条件下不同体系的液相扩散系数测量结果第95-97页
    5.4 折射率观察薄层的选择对扩散系数测量结果的影响第97-100页
    5.5 测量不同温度下重水的扩散系数第100-103页
        5.5.1 不同温度下重水和普通水之间的扩散系数第101-102页
        5.5.2 Arrhenius理论第102-103页
    5.6 误差分析第103-106页
    5.7 本章小结第106-107页
第六章 基于双液芯柱透镜测量液相扩散系数(Ⅱ)——等观察高度法第107-121页
    6.1 测量原理第107-109页
        6.1.1 等观察高度法测量液相扩散系数的计算理论第107-108页
        6.1.2 双液芯柱透镜成像宽度与液体折射率之间的关系第108-109页
    6.2 实验计划第109-110页
    6.3 测量结果第110-116页
        6.3.1 双液芯柱透镜后液芯溶液的选取第110-112页
        6.3.2 溶液浓度与图像宽度之间的关系第112-114页
            6.3.2.1 溶液浓度与折射率之间的关系第112页
            6.3.2.2 折射率与图像宽度之间的关系第112-114页
        6.3.3 室温下不同体系的液相扩散系数测量结果第114-116页
    6.4 误差分析第116-119页
        6.4.1 初始界面选取误差第116-118页
        6.4.2 观察高度处图像宽度误差第118-119页
    6.5 本章小结第119-121页
第七章 基于双液芯柱透镜测量液相扩散系数(Ⅲ)——瞬态折射率空间分布测量法第121-129页
    7.1 测量原理第121-122页
        7.1.1 瞬态折射率空间分布法测量液相扩散系数的计算理论第121-122页
        7.1.2 双液芯柱透镜后液芯内液体折射率选取第122页
    7.2 实验计划第122-123页
    7.3 测量结果第123-126页
    7.4 误差分析第126-128页
    7.5 本章小结第128-129页
第八章 基于双液芯柱透镜测量液相扩散系数(Ⅳ)——用Boltzmann-Matano方法测量随浓度变化的液相扩散系数第129-149页
    8.1 测量原理第129-132页
        8.1.1 后液芯溶液折射率的选取第129-130页
        8.1.2 成像宽度与液体折射率之间的关系第130页
        8.1.3 扩散系数计算理论第130-132页
            8.1.3.1 Boltzmann-Matano计算方法第130-132页
            8.1.3.2 Sauer-Freise计算方法第132页
    8.2 测量结果第132-143页
        8.2.1 Boltzmann-Matano法计算结果第132-139页
        8.2.2 Sauer-Freise法计算结果第139-143页
    8.3 误差分析第143-147页
    8.4 四种液相扩散系数测量方法对比第147-148页
    8.5 本章小结第148-149页
第九章 总结与展望第149-153页
    9.1 论文工作总结第149-150页
    9.2 论文主要创新点第150-151页
    9.3 展望第151-153页
        9.3.1 透镜设计第151-152页
        9.3.2 不同浓度液相扩散系数测量法的进一步拓展第152页
        9.3.3 液芯柱透镜测量扩散系数的应用拓展第152页
        9.3.4 注液过程和测量系统的自动化第152-153页
附图Ⅰ: ZEMAX仿真界面第153-154页
附图Ⅱ: 透镜加工受控文件第154-155页
附图Ⅲ: Matlab计算程序第155-159页
参考文献第159-171页
硕博连读期间完成的工作及科研项目列表第171-173页
致谢第173页

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