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全自动激光粒度仪准确计算粒度分布的方法

点击次数:471 发布时间:2017-11-13
全自动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。

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θ,θ角的大小与颗粒的大小有关,颗粒越大,产生的散射光的θ角就越小;颗粒越小,产生的散射光的θ角就越大。即小角度(θ)的散射光是有大颗粒引起的;大角度(θ1)的散射光是由小颗粒引起的。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。
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,就会准确地得到粒度分布了。

全自动激光粒度仪中由激光器发出的一束激光,经滤波、扩束、准值后变成一束平行光,在该平行光束没有照射到颗粒的情况下,光束穿过富氏透镜后在焦平面上汇聚形成一个很小很亮的光点即焦点。

全自动激光粒度仪通过某种特定的方式把颗粒均匀地放置到平行光束中时,激光将发生散射现象,一部分光向与光轴成一定的角度向外扩散。理论与实践都证明,大颗粒引发的散射光的散射角小,颗粒越小,散射光的散射角越大。这些不同角度的散射光通过富氏透镜后将在焦平面上将形成一系列的光环,由这些光环组成的明暗交替的光斑称为Airy斑。Airy中包含着丰富的粒度信息,简单地理解就是半径大的光环对应着较小的粒径的颗粒,半径小的光环对应着较大粒径的颗粒。不同半径上光环的光能大小包含该粒径颗粒的含量信息。这样我们就在焦平面上安装一系列光的电接收器,将这些由不同粒径颗粒散射的光信号转换成电信号,并传输到计算机中,再采用米氏散射理论通过计算机将这些信号进行数学处理,就可以得出粒度分布了。
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