激光粒度儀原理
導(dǎo)讀：激光粒度儀顧名思義既然是粒度儀那當(dāng)然是測(cè)量顆粒的，利用了激光具有的單色性和極強(qiáng)的方向性等特性，本文將詳細(xì)解述激光粒度儀的工作原理，感興趣的童鞋快來(lái)學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧。
激光粒度儀原理——什么是激光粒度儀
激光粒度儀是利用顆粒對(duì)光的散射(衍射)現(xiàn)象測(cè)量顆粒大小的。即光在行進(jìn)過(guò)程中遇到顆粒(障礙物)時(shí)，會(huì)有一部分偏離原來(lái)的傳播方向，顆粒尺寸越小，偏離量越大;顆粒尺寸越大，偏離量越小.散射現(xiàn)象可用嚴(yán)格的電磁波理論，
即Mie散射理論描述。當(dāng)顆粒尺寸較大(至少大于2倍波長(zhǎng))，并且只考慮小角散射(散射角小于5°)時(shí)，散射光場(chǎng)也可用較簡(jiǎn)單的Fraunhoff衍射理
激光粒度儀原理——結(jié)構(gòu)
激光粒度儀的光路如下圖所示：由發(fā)射、接受和測(cè)量窗口等三部分組成。
發(fā)射部分由光源和光束處理器件組成，主要是為儀器提供單色的平行光作為照明光。
接收器是儀器光學(xué)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。測(cè)量窗口主要是讓被測(cè)樣品在完全分散的懸浮狀態(tài)下通過(guò)測(cè)量區(qū)，以便儀器獲得樣品的粒度信息。
激光粒度儀原理——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(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)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。
激光粒度儀原理——特點(diǎn)解剖
Ⅰ：重復(fù)性好
儀器采用Furanhofer衍射及Mie散射理論，測(cè)試過(guò)程不受溫度變化、介質(zhì)黏度，試樣密度及表面狀態(tài)等諸多因素的影響，只要將待測(cè)樣品均勻地展現(xiàn)于激光束中，即可獲得準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果。
Ⅱ：采用半導(dǎo)體激光發(fā)生器
具有光參數(shù)穩(wěn)定、效率高、壽命長(zhǎng)、不怕振動(dòng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)氣體激光器由于自然漏氣，需定期更換的缺點(diǎn)。
Ⅲ：測(cè)試迅速
由于無(wú)須沉降過(guò)程，使測(cè)試速度大幅度提高，在通常情況下，1分鐘內(nèi)即可完成一次樣品測(cè)試。(注：不包括樣品制備時(shí)間)。
Ⅳ：自動(dòng)化程度高操作簡(jiǎn)單
儀器采用微機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，自動(dòng)完成數(shù)據(jù)采集、分析處理、結(jié)果保存、打印等功能，操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高。
Ⅴ：測(cè)試范圍寬
由于采用了大尺寸光電探測(cè)陣列(70個(gè)通道)、側(cè)向輔助光電探測(cè)陣列(12個(gè)通道)及其它相應(yīng)技術(shù)，使 單透鏡 測(cè)試范圍達(dá)到0.1---450微米;并且由于儀器使用過(guò)程中無(wú)須更換鏡頭及調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，簡(jiǎn)化了操作過(guò)程。
Ⅵ采用獨(dú)特的機(jī)械攪拌裝置
具有攪拌力矩大、速度快、攪拌均勻等一系列優(yōu)點(diǎn)。
激光粒度儀原理——可測(cè)試的對(duì)象
Ⅰ：各種非金屬粉：如重鈣、輕鈣、滑石粉、高嶺土、石墨、硅灰石、水鎂石、重晶石、云母粉、膨潤(rùn)土、硅藻土、黏土等。
Ⅱ：各種金屬粉：如鋁粉、鋅粉、鉬粉、鎢粉、鎂粉、銅粉以及稀土金屬粉、合金粉等。
Ⅲ：其它粉體：如催化劑、水泥、磨料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品、涂料、染料、熒光粉、河流泥沙、陶瓷原料、各種乳濁液。
總結(jié)：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)試粒度分布的原理工作的，配合米氏散射理論：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。
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標(biāo)簽： 激光粒度儀原理
