激光粒度儀及其原理介紹講解

1、激光粒度儀及其原理介紹發(fā)布日期:2007-12-26我也要投稿！作者:網(wǎng)絡(luò)閱讀：1914字體選擇：大中小激光粒度分析儀儀是根據(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)已成為全世界最流行的粒度測(cè)試儀器。激光粒度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

2、、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。激光粒度儀的原理激光粒度儀是根據(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極強(qiáng)的方向性，所以在沒有阻礙的無限空間中激光將會(huì)照射到無窮遠(yuǎn)的地方，并且在傳播過程中很少有發(fā)散的現(xiàn)象。如圖1所示。圖1激光束在無阻礙狀態(tài)下的傳播示意圖米氏散射理論表明，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e，e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e角就越??；顆粒越小，產(chǎn)生的散射光的e角就越大。即小角度(e)的散射光是有大顆粒引起的；大角度(e1)的散射光是由小顆粒

3、引起的，如圖2所示。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。圖2不同粒徑的顆粒產(chǎn)生不同角度的散射光為了測(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，通過專用軟件對(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，如圖3所激光粒度儀是根據(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極強(qiáng)的方向性，所以一

4、束平行的激光在沒有阻礙的無限空間中將會(huì)照射到無限遠(yuǎn)的地方，并且在傳播過程中很少有發(fā)散的現(xiàn)象。如圖7所示。綽7激光更莊無阻礙狀態(tài)F的怙播示盤圖當(dāng)光束遇到顆粒阻擋時(shí)，一部分光將發(fā)生散射現(xiàn)象，如圖&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0O散射理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都告訴我們，散射角9的大小與顆粒的大小有關(guān)，顆粒越大，產(chǎn)生的散射光的e角就越??；顆粒越小，產(chǎn)生的散射光的e角就越大。在圖8中，散射光11是由較大顆粒引起的；散射光12是由較小顆粒引起的。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，在不同的角度上測(cè)量散射光的強(qiáng)度，就可以得到樣品的粒度分布了。圖B不同粒禪的顆竝嚴(yán)住不同的

5、度的敝射角為了有效地測(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)趫D8所示的光束中的適當(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，這樣不同角度的散射光通過富氏透鏡就會(huì)照射到多元光電探測(cè)器上,將這些包含粒度分布信息的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并傳輸?shù)诫娔X中，通過專用軟件用Mie散射理論對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理，就會(huì)準(zhǔn)確地得到所測(cè)試樣品的粒度分布了，如圖9所示。圖日激光檢度僅嫌理示怠閣激光粒度分析儀原理光在傳播中，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

6、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。激光粒度分析儀采用濕法分散技術(shù)，機(jī)械攪拌使樣品均勻散開，超聲高頻震蕩使團(tuán)聚的顆粒充分分散，電磁循環(huán)泵使大小顆粒在整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中均勻分布，從而在根本上保證了寬分布樣品測(cè)試的準(zhǔn)確重復(fù)。測(cè)試操作簡(jiǎn)便快捷：放入分散介質(zhì)和被測(cè)樣品，啟動(dòng)超生發(fā)生器使樣品充分分散，然后啟動(dòng)循環(huán)泵，實(shí)際的測(cè)試過程只有幾秒鐘。測(cè)試結(jié)果以粒度分布數(shù)據(jù)表、分布曲線、比表面積、D10、D50、D90等方式顯示、