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1、激光粒度仪及其原理介绍激光粒度分析仪是根据光的散射原理测量粉颗粒大小的，是一种比较通用的粒度仪。 其特点是测量的动态范围宽、测量速度快、操作方便，尤其适合测量粒度分布范围宽的粉 体和液体雾滴。对粒度均匀的粉体，比如磨料激光粒度分析仪是根据光的散射原理测量粉颗粒大小的，是一种比较通用的粒度仪。其 特点是测量的动态范围宽、测量速度快、操作方便，尤其适合测量粒度分布范围宽的粉体和 液体雾滴。对粒度均匀的粉体，比如磨料微粉，要慎重选用。激光粒度仪集成了激光技术、现代光电技术、电子技术、精密机械和计算机技术，具有 测量速度快、动态范围大、操作简便、重复性好等优点,现已成为全世界最流行的粒度测试 仪器。激
2、光粒度仪作为一种新型的粒度测试仪器，已经在其它粉体加工与应用领域得到广泛的 应用。它的特点是测试速度快、重复性好、准确性好、操作简便。对提高产品质量、降低能 源消耗有着重要的意义。激光粒度仪的原理激光粒度仪是根据颗粒能使激光产生散射这一物理现象测试粒度分布的。由于激光具有 很好的单色性和极强的方向性，所以在没有阻碍的无限空间中激光将会照射到无穷远的地 方，并且在传播过程中很少有发散的现象。如图1所示。图1激光束在无阻碍状态下的传播示意图米氏散射理论表明，当光束遇到颗粒阻挡时，一部分光将发生散射现象，散射光的传播 方向将与主光束的传播方向形成一个夹角0，0角的大小与颗粒的大小有关，颗粒越大，产
3、生的散射光的0角就越小；颗粒越小，产生的散射光的0角就越大。即小角度(0)的散射光 是有大颗粒引起的；大角度(01)的散射光是由小颗粒引起的，如图2所示。进一步研究表明， 散射光的强度代表该粒径颗粒的数量。这样，测量不同角度上的散射光的强度，就可以得到 样品的粒度分布了。图2不同粒径的颗粒产生不同角度的散射光为了测量不同角度上的散射光的光强，需要运用光学手段对散射光进行处理。我们在光 束中的适当的位置上放置一个富氏透镜，在该富氏透镜的后焦平面上放置一组多元光电探测 器，不同角度的散射光通过富氏透镜照射到多元光电探测器上时，光信号将被转换成电信号 并传输到电脑中，通过专用软件对这些信号进行处理，
4、就会准确地得到粒度分布了，如图3激光粒度仪是根据颗粒能使激光产生散射这一物理现象测试粒度分布的。由于激光具有 很好的单色性和极强的方向性，所以一束平行的激光在没有阻碍的无限空间中将会照射到无 限远的地方，并且在传播过程中很少有发散的现象。如图7所示。綽7激光束庄无阻碍状态F的怙播示盘图当光束遇到颗粒阻挡时，一部分光将发生散射现象，如图8。散射光的传播方向将与主 光束的传播方向形成一个夹角0。散射理论和实验结果都告诉我们，散射角0的大小与颗粒 的大小有关，颗粒越大，产生的散射光的0角就越小；颗粒越小，产生的散射光的0角就越 大。在图8中，散射光II是由较大颗粒引起的；散射光I2是由较小颗粒引起的
5、。进一步研究表明，散射光的强度代表该粒径颗粒的数量。这样，在不同的角度上测量散射光的强度, 就可以得到样品的粒度分布了。为了有效地测量不同角度上的散射光的光强，需要运用光学手段对散射光进行处理。我 们在图8所示的光束中的适当的位置上放置一个富氏透镜，在该富氏透镜的后焦平面上放置 一组多元光电探测器，这样不同角度的散射光通过富氏透镜就会照射到多元光电探测器上, 将这些包含粒度分布信息的光信号转换成电信号并传输到电脑中，通过专用软件用Mie散 射理论对这些信号进行处理，就会准确地得到所测试样品的粒度分布了，如图9所示。激光粒度分析仪原理光在传播中，波前受到与波长尺度相当的隙孔或颗粒的限制，以受限波
6、前处各元波为源 的发射在空间干涉而产生衍射和散射，衍射和散射的光能的空间（角度）分布与光波波长和 隙孔或颗粒的尺度有关。用激光做光源，光为波长一定的单色光后，衍射和散射的光能的空 间（角度）分布就只与粒径有关。对颗粒群的衍射，各颗粒级的多少决定着对应各特定角处 获得的光能量的大小，各特定角光能量在总光能量中的比例，应反映着各颗粒级的分布丰度。 按照这一思路可建立表征粒度级丰度与各特定角处获取的光能量的数学物理模型，进而研制 仪器，测量光能，由特定角度测得的光能与总光能的比较推出颗粒群相应粒径级的丰度比例 量。激光粒度分析仪采用湿法分散技术，机械搅拌使样品均匀散开，超声高频震荡使团聚的颗粒充分分散， 电磁循环泵使大小颗粒在整个循环系统中均匀分布，从而在根本上保证了宽分布样品测试的 准确重复。测试操作简便快捷：放入分散介质和被测样品，启动超生发生器使样品充分分散，然后 启动循环泵，实际的测试过程只有几秒钟。测试结果以粒度分布数据表、分布曲线、比表面 积、DIO、D50、D90等方式显示、打印和记录.输出数据丰富直观：本仪器的软件可以在各种计算机视窗平台上运行，具有操作简单直 观的特点，不仅对样品进行动态检测，而且具有强大的数据处理与输出功能用户可以选择 和设计最理想的表格和图形输出。hb * 4Amplifier-A/D _CanMiterer Focus lens1激光粒度仪原理图
