激光粒度分析儀是利用粒子的布朗運(yùn)動(dòng),根據(jù)光的散射原理測(cè)量粉顆粒大小的,是一種比較通用的粒度儀。其特點(diǎn)是測(cè)量的動(dòng)態(tài)范圍寬、測(cè)量速度快、操作方便,尤其適合測(cè)量粒度分布范圍寬的粉體和液體霧滴。對(duì)粒度均勻的粉體,比如磨料微粉,要慎重選用。
激光粒度分析儀集成了激光技術(shù)、現(xiàn)代光電技術(shù)、電子技術(shù)、精密機(jī)械和計(jì)算機(jī)技術(shù),具有測(cè)量速度快、動(dòng)態(tài)范圍大、操作簡(jiǎn)便、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)已成為*zui流行的粒度測(cè)試儀器。
激光粒度分析儀作為一種新型的粒度測(cè)試儀器,已經(jīng)在其它粉體加工與應(yīng)用領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。它的特點(diǎn)是測(cè)試速度快、重復(fù)性好、準(zhǔn)確性好、操作簡(jiǎn)便。對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能源消耗有著重要的意義。
激光粒度分析儀的原理
激光粒度分析儀是根據(jù)顆粒能使激光產(chǎn)生散射這一物理現(xiàn)象測(cè)試粒度分布的。由于激光具有很好的單色性和*的方向性,所以在沒(méi)有阻礙的無(wú)限空間中激光將會(huì)照射到無(wú)窮遠(yuǎn)的地方,并且在傳播過(guò)程中很少有發(fā)散的現(xiàn)象。
米氏散射理論表明,當(dāng)光束遇到顆粒阻擋時(shí),一部分光將發(fā)生散射現(xiàn)象,散射光的傳播方向?qū)⑴c主光束的傳播方向形成一個(gè)夾角θ,θ角的大小與顆粒的大小有關(guān),顆粒越大,產(chǎn)生的散射光的θ角就越小;顆粒越小,產(chǎn)生的散射光的θ角就越大。即小角度(θ)的散射光是有大顆粒引起的;大角度(θ1)的散射光是由小顆粒引起的。進(jìn)一步研究表明,散射光的強(qiáng)度代表該粒徑顆粒的數(shù)量。這樣,測(cè)量不同角度上的散射光的強(qiáng)度,就可以得到樣品的粒度分布了。
為了測(cè)量不同角度上的散射光的光強(qiáng),需要運(yùn)用光學(xué)手段對(duì)散射光進(jìn)行處理。我們?cè)诠馐械倪m當(dāng)?shù)奈恢蒙戏胖靡粋€(gè)富氏透鏡,在該富氏透鏡的后焦平面上放置一組多元光電探測(cè)器,不同角度的散射光通過(guò)富氏透鏡照射到多元光電探測(cè)器上時(shí),光信號(hào)將被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并傳輸?shù)诫娔X中,通過(guò)軟件對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理,就會(huì)準(zhǔn)確地得到粒度分布了。
光在傳播中,波前受到與波長(zhǎng)尺度相當(dāng)?shù)南犊谆蝾w粒的限制,以受限波前處各元波為源的發(fā)射在空間干涉而產(chǎn)生衍射和散射,衍射和散射的光能的空間(角度)分布與光波波長(zhǎng)和隙孔或顆粒的尺度有關(guān)。用激光做光源,光為波長(zhǎng)一定的單色光后,衍射和散射的光能的空間(角度)分布就只與粒徑有關(guān)。對(duì)顆粒群的衍射,各顆粒級(jí)的多少?zèng)Q定著對(duì)應(yīng)各特定角處獲得的光能量的大小,各特定角光能量在總光能量中的比例,應(yīng)反映著各顆粒級(jí)的分布豐度。按照這一思路可建立表征粒度級(jí)豐度與各特定角處獲取的光能量的數(shù)學(xué)物理模型,進(jìn)而研制儀器,測(cè)量光能,由特定角度測(cè)得的光能與總光能的比較推出顆粒群相應(yīng)粒徑級(jí)的豐度比例量。