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了解激光粒度儀工作及測(cè)試原理

閱讀:2395        發(fā)布時(shí)間:2020/8/4
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  激光粒度儀是通過顆粒的衍射或散射光的空間分布(散射譜)來分析顆粒大小的儀器,,采用Furanhofer衍射及Mie散射理論,,測(cè)試過程不受溫度變化、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,。
 
  激光粒度儀作為一種新型的粒度測(cè)試儀器,,已經(jīng)在粉體加工,、應(yīng)用與研究領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,。它的特點(diǎn)是測(cè)試速度快、測(cè)試范圍寬、重復(fù)性和真實(shí)性好,、操作簡(jiǎn)便等等,。
 
  01激光粒度儀工作原理
 
  利用顆粒對(duì)光的散射現(xiàn)象,根據(jù)散射光能的分布推算被測(cè)顆粒的粒度分布,。根據(jù)現(xiàn)實(shí)的各種粒度測(cè)量?jī)x器的工作原理,,不妨將“粒徑”定義如下:當(dāng)被測(cè)顆粒的某種物理特性或物理行為與某一直徑的同質(zhì)球體(或其組合)相近時(shí),就把該球體的直徑(或其組合)作為被測(cè)顆粒的等效粒徑(或粒度分布),。
 
  該定義包含如下幾層含意:
 
  (1)粒度測(cè)量實(shí)質(zhì)上是通過把被測(cè)顆粒和同一種材料構(gòu)成的圓球相比較而得出的,;
 
  (2)不同原理的儀器選不同的物理特性或物理行為作為比較的參考量,例如:沉降儀選用沉降速度,,激光粒度儀選用散射光能分布,,篩分法選用顆粒能否通過篩孔等等;
 
  (3)將待測(cè)顆粒的某種物理特性或物理行為與同質(zhì)球體作比較時(shí),,有時(shí)能找到一個(gè)(或一組)在該特性上*相同的球體(如庫(kù)爾特計(jì)數(shù)器),,有時(shí)則只能找到相近的球體。由于理論上可以把“相同”作為“相近”的特例,,所以在定義中用“相近”一詞,,使定義更有一般性;將待測(cè)顆粒的某種物理特性或物理行為與同質(zhì)球體作比較時(shí),,有時(shí)能找到某一個(gè)確定的直徑的球與之對(duì)應(yīng),,有時(shí)則需一組大小不同的球的組合與之對(duì)應(yīng),才能相近,。
 
  02激光粒度儀測(cè)試原理
 
  激光粒度儀是根據(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*的方向性,所以一束平行的激光在沒有阻礙的無限空間中將會(huì)照射到無限遠(yuǎn)的地方,,并且在傳播過程中很少有發(fā)散的現(xiàn)象,。
 
  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,,如圖8,。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。散射理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都告訴我們,,散射角θ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??;顆粒越小,產(chǎn)生的散射光的θ角就越大,。在圖8中,,散射光I1是由較大顆粒引起的,;散射光I2是由較小顆粒引起的。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,在不同的角度上測(cè)量散射光的強(qiáng)度,,就可以得到樣品的粒度分布了,。
 
  03激光粒度儀主要分為三個(gè)種類
 
  1靜態(tài)激光
 
  能譜是穩(wěn)定的空間分布。主要適用于微米級(jí)顆粒的測(cè)試,,經(jīng)過改進(jìn)也可將測(cè)量下限擴(kuò)展到幾十納米,。
 
  2動(dòng)態(tài)激光
 
  根據(jù)顆粒布朗運(yùn)動(dòng)的快慢,通過檢測(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。
 
  3光透沉降
 
  通常所說激光粒度儀是指衍射和散射原理的粒度儀,,光透沉降儀,,依據(jù)的原理是斯托克斯沉降定律而不是激光衍射/散射原理,因此這類儀器不能稱作激光粒度儀,。
 

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