根據(jù)光學(xué)衍射和散射的原理,從激光器發(fā)出的激光束經(jīng)顯微物鏡聚集,針孔濾波和準(zhǔn)直后,變成直徑約10mm的平行光束,該光束照射到待測(cè)的顆粒上,就發(fā)生了散射,散射光經(jīng)傅立葉透鏡后,照射到光電探測(cè)器上的任一點(diǎn)都對(duì)應(yīng)于某一確定的散射角,光電探測(cè)器陣列由一系列同心環(huán)帶組成,每個(gè)環(huán)帶是一個(gè)獨(dú)立的探測(cè)器,能將投射到上面的散射光線形地轉(zhuǎn)換成電壓,然后送給數(shù)據(jù)采集卡,該卡將電信號(hào)放大,再進(jìn)行AID轉(zhuǎn)化后送入計(jì)算機(jī)。
噴霧激光粒度分析儀依據(jù)全量程米氏散射理論,
噴霧激光粒度分析儀充分考慮到被測(cè)顆粒和分散介質(zhì)的折射率等光學(xué)性質(zhì),根據(jù)激光照射在顆粒上產(chǎn)生的散射光能量反演出顆粒群的粒度大小和粒度分布規(guī)律。
噴霧激光粒度分析儀對(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。
噴霧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(kāi),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)。
噴霧激光粒度分析儀選購(gòu)方法
1、激光粒度分析儀測(cè)量范圍粒度范圍寬,適合的應(yīng)用廣。不僅要看其儀器所報(bào)出的范圍,而且還要看超出主檢測(cè)器面積的小粒子散射<0.5μm>如何檢測(cè)。
的途徑是全范圍直接檢測(cè),這樣才能保證本底扣除的一致性。不同方法的混合測(cè)試,再用計(jì)算機(jī)擬合成一張圖譜,肯定帶來(lái)誤差。
2、激光光源一般選用2mW激光器,功率太小則散射光能量低,造成靈敏度低;另外,氣體光源波長(zhǎng)短,穩(wěn)定性優(yōu)于固體光源。檢測(cè)器因?yàn)榧す庋苌涔猸h(huán)半徑越大,光強(qiáng)越弱,極易造成小粒子信噪比降低而漏檢,所以對(duì)小粒子的分布檢測(cè)能體現(xiàn)儀器的好壞。檢測(cè)器的發(fā)展經(jīng)歷了圓形,半圓形和扇形幾個(gè)階段。
3、使用*的米氏理論
因?yàn)槊资瞎馍⒗碚摲浅?fù)雜,數(shù)據(jù)處理量大,所以有些廠家忽略顆粒本身折光和吸收等光學(xué)性質(zhì),采用近似的米氏理論,造成適用范圍受限制,漏檢幾率增大等問(wèn)題。
●測(cè)試范圍寬
噴霧激光粒度分析儀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;并且由于本儀器使用過(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。
●歐美克激光粒度儀國(guó)內(nèi)品牌采用半導(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)。
噴霧激光粒度分析儀采用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。動(dòng)態(tài)激光根據(jù)顆粒布朗運(yùn)動(dòng)的快慢,通過(guò)檢測(cè)某一個(gè)或二個(gè)散射角的動(dòng)態(tài)光散射信號(hào)分析納米顆粒大小,能譜是隨時(shí)間高速變化。動(dòng)態(tài)光散射原理的粒度儀僅適用于納米級(jí)顆粒的測(cè)試。
噴霧激光粒度分析儀對(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。
噴霧激光粒度分析儀*,產(chǎn)品的重復(fù)性好的原因:
?、?穩(wěn)定有效的分散系統(tǒng)。
?、?激光器、探測(cè)器、信號(hào)傳輸系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。
?、?自動(dòng)對(duì)中系統(tǒng)使儀器始終保持在*狀態(tài)。
?、?采樣速度達(dá)3500次/秒,大量數(shù)據(jù)有效減少少數(shù)異常數(shù)據(jù)對(duì)重復(fù)性的影響。
?、?鏡頭采用從日本進(jìn)口的高精度透鏡組,成像清晰,畸變很小,保證了微弱的、各種角度的散射光信號(hào)無(wú)一漏網(wǎng)。
激光散射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。激光散射粒度分析儀的特點(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。
激光散射粒度分析儀簡(jiǎn)介:
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。
激光散射粒度分析儀工作原理:
激光散射粒度分析儀是根據(jù)光的散射原理測(cè)量粉顆粒大小的,見(jiàn)附圖。具有測(cè)量的動(dòng)態(tài)范圍大、測(cè)量速度快、操作方便等優(yōu)點(diǎn),是一種適用面較廣的粒度儀。原理上可以用于測(cè)量各種固體粉末、乳液顆粒、霧滴的粒度分布。現(xiàn)實(shí)的儀器一般根據(jù)具體的用途作具體的設(shè)計(jì)。
激光散射粒度分析儀的測(cè)量范圍從納米級(jí)到微米級(jí),測(cè)量范圍寬。在此范圍內(nèi)的顆粒粒度都可以采用激光粒度分析儀來(lái)完成,此外,從納米到微米級(jí)的測(cè)量過(guò)程中,無(wú)需更換光源或者調(diào)整光學(xué)系統(tǒng),操作起來(lái)十分方便快捷。激光粒度分析儀除了能夠分析固體顆粒外,還能夠分析液體中的顆粒,也就是說(shuō)激光粒度分析儀可應(yīng)用于粉末粒度分析以及乳液分析。區(qū)別于傳統(tǒng)的粒度分析手法,激光散射粒度分析儀不受外界的溫度變化、介質(zhì)粘度及樣品密度的影響。激光粒度分析儀會(huì)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理,這種高度自動(dòng)化減少了操作步驟,使得分析變得簡(jiǎn)單快速。
激光散射粒度分析儀一般采用MIE散射原理,激光粒度分析儀內(nèi)有激光器,它會(huì)發(fā)射出一束具有一定波長(zhǎng)的激光束,該激光束在經(jīng)過(guò)濾鏡后成為平行的光束照射到顆粒上面,因?yàn)榱讲煌?,從而產(chǎn)生光散射現(xiàn)象。散射光的角度與顆粒直徑的大小成反比;散射光強(qiáng)度隨反射角度的增加而呈對(duì)數(shù)規(guī)律衰減。散射光在經(jīng)過(guò)濾鏡后投射在角度檢測(cè)器上面,檢測(cè)器通過(guò)計(jì)算散射光的能量分布就可以推測(cè)顆粒的大小及分布特性,以上就是激光散射粒度分析儀的工作原理。
激光散射粒度分析儀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(kāi),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(guò)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、打印和記錄。
激光散射粒度分析儀輸出數(shù)據(jù)豐富直觀:本儀器的軟件可以在各種計(jì)算機(jī)視窗平臺(tái)上運(yùn)行,具有操作簡(jiǎn)單直觀的特點(diǎn),不僅對(duì)樣品進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè),而且具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理與輸出功能,用戶可以選擇和設(shè)計(jì)的表格和圖形輸出。
激光散射粒度分析儀發(fā)出的激光束經(jīng)聚焦、低通濾波和準(zhǔn)直后,變成直徑為8~25mm的平行光。平行光束照到測(cè)量窗口內(nèi)的顆粒后,發(fā)生散射。散射光經(jīng)過(guò)傅立葉透鏡后,激光散射粒度分析儀同樣散射角的光被聚焦到探測(cè)器的同一半徑上。一個(gè)探測(cè)單元輸出的光電信號(hào)就代表一個(gè)角度范圍(大小由探測(cè)器的內(nèi)、外半徑之差及透鏡的焦距決定)內(nèi)的散射光能量,各單元輸出的信號(hào)就組成了散射光能的分布。