激光粒度儀測(cè)試原理詳解

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　　激光粒度儀是一種根據(jù)光的散射原理來測(cè)量粉體顆粒大小的精密儀器，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、操作簡便、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為全世界zui流行的粒度測(cè)試儀器，尤其適合測(cè)量粒度分布范圍寬的粉體和液體霧滴。它是根據(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，所以在沒有阻礙的無限空間中激光將會(huì)照射到無窮遠(yuǎn)的地方，并且在傳播過程中很少有發(fā)散的現(xiàn)象。如圖1所示。

微納顆粒

圖1 激光束在無阻礙狀態(tài)下的傳播示意圖

　　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，如圖2所示。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。

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圖2 不同粒徑的顆粒產(chǎn)生不同角度的散射光

　　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，通過濟(jì)南微納專用軟件對(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，如圖3所示。

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　　激光粒度儀從研發(fā)問世到現(xiàn)在已經(jīng)有四、五十年歷史，由于國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，各行各業(yè)對(duì)材料性能的要求越來越嚴(yán)苛，材料顆粒粒度的大小和分布情況對(duì)材料的性能起著很重要的作用，因此粒度分析技術(shù)和分析儀器便應(yīng)勢(shì)發(fā)展起來，中國不僅實(shí)現(xiàn)了粒度儀行業(yè)的從無到有，更是發(fā)展為全球zui大的粒度儀市場(chǎng)，國產(chǎn)粒徑儀產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)步飛速，產(chǎn)品主要性能已經(jīng)達(dá)到或接近國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，與進(jìn)口粒度儀相比，國產(chǎn)激光粒度儀在價(jià)格和服務(wù)的優(yōu)勢(shì)上更加明顯。

　　濟(jì)南微納顆粒儀器的創(chuàng)始人任中京教授畢業(yè)于中國海洋大學(xué)物理系光學(xué)專業(yè)，畢業(yè)后一直從事粒度測(cè)試技術(shù)的研究，1986年任山東建材學(xué)院顆粒測(cè)試研究所所長、國家“七五”科技攻關(guān)項(xiàng)目“水泥顆粒級(jí)配在線分析儀”負(fù)責(zé)人和山東八五科技攻關(guān)項(xiàng)目“JL9200便攜式高分辨率激光粒度分析儀”負(fù)責(zé)人，是zui早一批從事粒度儀研發(fā)的專家，后來成立了濟(jì)南微納顆粒儀器。

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JL9200便攜式高分辨率激光粒度分析儀

　　微納品牌顆粒粒度測(cè)試系列儀器分為七大類三十多種產(chǎn)品，可以滿足客戶濕法、干法、圖像、噴霧、納米、在線監(jiān)測(cè)等各種粒度測(cè)試要求。

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Winner2009智能型濕法大量程激光粒度儀

　　微納粒度儀測(cè)試操作簡便快捷：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，測(cè)試過程只有幾秒鐘。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。輸出數(shù)據(jù)豐富直觀：微納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,用戶可以根據(jù)行業(yè)要求及關(guān)注點(diǎn)自行選擇測(cè)試報(bào)告中的輸出結(jié)果和顯示形式。

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