那么,在選擇激光粒度儀時(shí)要注意哪些方面呢?
1、粒度測(cè)量范圍
粒度范圍寬,適合的應(yīng)用廣。不僅要看其儀器所報(bào)出的范圍,而是看超出主檢測(cè)器面積的小粒子散射(<0.5μm)如何檢測(cè)。可以的途徑是全范圍直接檢測(cè),這樣才能保證本底扣除的一致性。不同方法的混合測(cè)試,再用計(jì)算機(jī)擬合成一張圖譜,肯定帶來(lái)誤差。
2、激光光源
一般選用2mW激光器,功率太小則散射光能量低,造成靈敏度低;另外,氣體光源波長(zhǎng)短,穩(wěn)定性優(yōu)于固體光源。
3、通道數(shù)
在激光粒度分析儀中不像計(jì)數(shù)器中存在通道的概念,它實(shí)際為檢測(cè)器受光面積數(shù)。它有一個(gè)理論與實(shí)際的優(yōu)化值:偏少:接受的散射光不充分,準(zhǔn)確度差;偏多:靈敏度太高,導(dǎo)致重現(xiàn)性差。
4、準(zhǔn)確性和重復(fù)性指標(biāo)
準(zhǔn)確性和重復(fù)性指標(biāo)越高越好。
5、穩(wěn)定性
穩(wěn)定性包括光路的穩(wěn)定性和分散系統(tǒng)的穩(wěn)定性和周圍環(huán)境的影響。一般來(lái)講選用氣體激光器,使用光學(xué)平臺(tái),有助于光路的穩(wěn)定。內(nèi)部發(fā)熱部件(如50瓦的鎢燈)將影響光路周圍環(huán)境。
濕法激光粒度分析儀采用全量程米氏散射理論,充分考慮到被測(cè)顆粒和分散介質(zhì)的折射率等光學(xué)性質(zhì);
根據(jù)大小不同的顆粒在各角度上散射光強(qiáng)的變化反演出顆粒群的粒度分布數(shù)據(jù)。
激光粒度儀檢測(cè)原理
由激光器發(fā)出的一束激光,經(jīng)濾波、擴(kuò)束、準(zhǔn)值后變成一束平行光;
在該平行光束沒(méi)有照射到顆粒的情況下,光束穿過(guò)富氏透鏡后在焦平面上匯聚形成一個(gè)很小很亮的光點(diǎn)——焦點(diǎn)。
當(dāng)通過(guò)某種特定的方式把顆粒均勻地放置到平行光束中時(shí),激光將發(fā)生散射現(xiàn)象,一部分光向與光軸成一定的角度向外擴(kuò)散。
理論與實(shí)踐都證明,大顆粒引發(fā)的散射光的散射角小,顆粒越小,散射光的散射角越大。
這些不同角度的散射光通過(guò)富氏透鏡后將在焦平面上將形成一系列的光環(huán),由這些光環(huán)組成的明暗交替的光斑稱為Airy斑。
Airy中包含著豐富的粒度信息,簡(jiǎn)單地理解就是半徑大的光環(huán)對(duì)應(yīng)著較小的粒徑的顆粒,半徑小的光環(huán)對(duì)應(yīng)著較大粒徑的顆粒;
不同半徑上光環(huán)的光能大小包含該粒徑顆粒的含量信息。
這樣我們就在焦平面上安裝一系列光的電接收器,將這些由不同粒徑顆粒散射的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào);
并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中,再采用米氏散射理論通過(guò)計(jì)算機(jī)將這些信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理,就可以得出粒度分布了。
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??;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。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。
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。在光束中的適當(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(guò)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(guò)專用軟件對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理,就會(huì)準(zhǔn)確地得到粒度分布了。
激光粒度儀的光學(xué)結(jié)構(gòu):
激光粒度儀的光路由發(fā)射、接受和測(cè)量窗口等三部分組成。發(fā)射部分由光源和光束處理器件組成,主要是為儀器提供單色的平行光作為照明光。接收器是儀器光學(xué)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。測(cè)量窗口主要是讓被測(cè)樣品在完全分散的懸浮狀態(tài)下通過(guò)測(cè)量區(qū),以便儀器獲得樣品的粒度信息。