激光粒度分布儀是一種基于激光衍射與光散射原理的精密分析儀器,用于測(cè)定粉體、懸浮液或乳濁液中顆粒的粒徑大小及其分布情況。其基本工作原理是:當(dāng)一束高強(qiáng)度、高方向性的激光照射到顆粒樣品時(shí),顆粒會(huì)因光的衍射和散射產(chǎn)生特定角度的散射光信號(hào);不同粒徑的顆粒所產(chǎn)生的散射光角度和強(qiáng)度不同。儀器通過(guò)多元光電探測(cè)器陣列接收這些散射信號(hào),并結(jié)合米氏(Mie)散射理論或夫瑯和費(fèi)(Fraunhofer)衍射模型,利用反演算法計(jì)算出顆粒的粒度分布。
該儀器具有測(cè)量范圍廣(通常為0.02微米至2000微米,部分型號(hào)可覆蓋納米級(jí))、測(cè)試速度快(數(shù)秒內(nèi)完成)、重復(fù)性好、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)樣品狀態(tài)不同,可分為濕法、干法及干濕兩用型,配備超聲分散、攪拌循環(huán)等輔助系統(tǒng),有效防止顆粒團(tuán)聚,確保測(cè)試準(zhǔn)確性。
激光粒度分布儀的組成部分:
一、光學(xué)系統(tǒng)(核心)
激光發(fā)射器:發(fā)射穩(wěn)定單色激光(常用氦氖激光/半導(dǎo)體激光)。
準(zhǔn)直光路組件:準(zhǔn)直鏡、濾波片,把激光變成平行單色光束。
傅里葉透鏡:把顆粒散射光聚焦到探測(cè)器上。
光電探測(cè)器陣列:環(huán)形光電接收器,接收不同角度散射光信號(hào)。
測(cè)試樣品窗口/散射腔:顆粒在此處被激光照射產(chǎn)生散射。
二、樣品分散循環(huán)系統(tǒng)(濕法機(jī)型)
循環(huán)樣品池:承載測(cè)試液體與樣品。
循環(huán)蠕動(dòng)泵:讓?xiě)腋∫悍€(wěn)定循環(huán),防止顆粒沉降。
超聲分散裝置:超聲波震碎顆粒團(tuán)聚,保證單顆粒測(cè)試。
管路、閥門(mén)、水箱:輸送、換水、排液。
三、干法分散系統(tǒng)(干法機(jī)型)
干粉進(jìn)料器:定量送粉。
高壓氣流分散器:利用壓縮空氣把團(tuán)聚粉體打散。
負(fù)壓噴射光路通道:讓顆粒勻速穿過(guò)激光測(cè)試區(qū)。
四、信號(hào)采集與控制系統(tǒng)
信號(hào)放大電路:把探測(cè)器微弱光電信號(hào)放大。
數(shù)據(jù)采集主板:采集光強(qiáng)數(shù)據(jù)并傳輸給電腦。
整機(jī)電源模塊:給光路、超聲、泵、電路穩(wěn)定供電。
五、計(jì)算機(jī)與軟件系統(tǒng)
專(zhuān)用工控電腦
粒度分析軟件:
接收光信號(hào)→按米氏/夫瑯禾費(fèi)理論計(jì)算→輸出粒徑分布、D10、D50、D90、比表面積、分布曲線。