激光粒度儀采用動態(tài)光散射原理和光子相關(guān)光譜技術(shù),根據(jù)液體中粒子的布朗速度來測量粒度。小粒子在布朗運(yùn)動中運(yùn)動得很快,而大粒子在布朗運(yùn)動中運(yùn)動得很慢。當(dāng)激光照射這些粒子時,不同大小的粒子會使散射光以不同的速度波動。光子相關(guān)光譜學(xué)根據(jù)光子在特定方向上的漲落來分析粒子的大小。因此,
激光粒度儀具有原理先進(jìn)、精度高的特點(diǎn),以保證測試結(jié)果的真實(shí)性和有效性。
激光粒度儀是根據(jù)粒子對激光散射的物理現(xiàn)象,測量粒子的粒度分布。由于激光具有良好的單色性和較強(qiáng)的指向性,在不受阻礙的無限空間中,平行激光束將被輻射到無限空間,傳播過程中幾乎沒有發(fā)散。當(dāng)一束光被粒子阻擋時,一些光就會散射。散射光的傳播方向?qū)⒁砸粋€角度超過傳播方向的主光斑為主。根據(jù)散射理論和結(jié)果,折射角的大小與粒子的大小有關(guān)。粒子越小,它自身散射的角度就越大。
激光粒度儀由光路發(fā)射、接收和測量窗口三部分組成。發(fā)射部分由光源和光束處理裝置組成,主要為儀器提供單色平行光作為照明燈。接收機(jī)是儀器光學(xué)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。測量窗的主要作用是使被測樣品以*分散的懸浮狀態(tài)通過測量區(qū)域,使儀器能夠獲得樣品的粒度信息。
接收機(jī)由傅里葉濾波器和光探測器陣列組成。所謂傅里葉透鏡選擇,是為了消除物體在無窮遠(yuǎn)處的像差和后焦平面上的像差而進(jìn)行的透鏡選擇。激光粒度儀的光學(xué)結(jié)構(gòu)是一個光學(xué)傅里葉變換系統(tǒng)。從焦平面上的光強(qiáng)分布的模量的平方等于數(shù)學(xué)光振幅分布函數(shù)的傅里葉變換的對象(無論它是放置在鏡頭前),也就是說,對象的光譜的光振幅分布。激光粒度儀將探測器置于透鏡的后焦平面上,使沿同一方向運(yùn)動的平行光聚焦于探測器的同一點(diǎn)。激光粒度儀由幾個以光軸為中心的同心圓組成,每個環(huán)是一個獨(dú)立的檢測單元。這種檢測器又稱為環(huán)形光檢測器陣列,簡稱光檢測器陣列。
激光經(jīng)過聚焦、低通濾波和準(zhǔn)直后,發(fā)出的激光束成為直徑為8~ 25mm的平行光。當(dāng)平行光束擊中測量窗口中的粒子時,它就會散射。散射光通過傅里葉透鏡后,具有相同散射角的光聚焦在探測器相同半徑上。輸出的光電信號檢測單元代表了散射光能量在一個角度范圍內(nèi)(大小不同檢測器的內(nèi)外半徑和透鏡的焦距),和每個單元的輸出信號構(gòu)成散射光能量的分布。盡管散射光的強(qiáng)度分布總是大中心和小的優(yōu)勢,由于檢測單元的面積總是小內(nèi)和大外,測量光的峰值能量分布通常是在單元之間的中心和邊緣。當(dāng)粒徑變小時,散射光的分布范圍變大,光能分布的峰值也向外移動。因此,不同粒徑的粒子對應(yīng)著不同的光能分布,反之,測量到的光能分布可以用來計算樣品的粒徑分布。
激光粒度儀是一種通用的粒度儀,它根據(jù)光的散射原理,利用粒子的布朗運(yùn)動來測量粉末顆粒的大小。它具有動態(tài)范圍廣、測量速度快、操作方便等特點(diǎn),特別適用于測量粒度分布范圍廣的粉末和液滴。應(yīng)仔細(xì)選擇粒度均勻的粉末,如磨料粉末。
激光粒度儀將采取集中傅里葉變換技術(shù),單光束雙透鏡技術(shù)和設(shè)計多角度輔助探測器,不僅克服了鏡頭光圈對散射角的限制,有效地擴(kuò)大了測量的限制,有效的采集測試范圍從每一個角度散射光,實(shí)現(xiàn)的測試精度和可靠性;
激光粒度儀作為一種新型的粒度測試儀器,已廣泛應(yīng)用于其它粉末加工和應(yīng)用領(lǐng)域。測試速度快,重復(fù)性好,精度高,操作簡單。提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低能耗具有重要意義。
激光粒度儀原理
為了測量不同角度散射光的強(qiáng)度,需要對散射光進(jìn)行光學(xué)處理。我們梁放置在適當(dāng)?shù)奈恢茫粋€傅里葉透鏡的傅里葉透鏡后的一組多個光電探測器放置在焦平面,不同角度的散射光通過透鏡的傅里葉接觸多個光電探測器,將光信號轉(zhuǎn)換成電信號,傳送到電腦,使用特殊軟件來處理這些信號,可以準(zhǔn)確地獲得粒度分布。
粒度儀是根據(jù)粒子對激光散射的物理現(xiàn)象,測量粒子的粒度分布。由于激光具有良好的單色性和較強(qiáng)的方向性,所以在無限空間中,激光會毫*地照射到無限的地方,在傳播過程中幾乎沒有發(fā)散現(xiàn)象。
根據(jù)邁克爾遜散射理論,當(dāng)光束被粒子阻擋時,部分光會散射,散射光的傳播方向會與主梁的傳播方向形成一個角度。角的大小與粒子的大小有關(guān),粒子越大,散射光的角度就越小。粒子越小,激光粒度儀自身散射的角度就越大。也就是說,小角度的散射光是由較大的粒子引起的。較大角度(15 1)的散射光是由較小的粒子引起的。進(jìn)一步的研究表明,散射光的強(qiáng)度代表了這種大小的粒子的數(shù)量。通過測量不同角度散射光的強(qiáng)度,可以得到樣品的粒度分布。