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。
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。
激光粒度儀出現(xiàn)數(shù)據(jù)漂移是一件很讓人頭痛的問(wèn)題，如何分析原因以及解決問(wèn)題是關(guān)鍵，造成激光粒度儀數(shù)據(jù)漂移的主要原因大致有5種，包括：
1、激光光路偏移
激光器是會(huì)發(fā)熱的器件，工作周期內(nèi)，它們會(huì)周而復(fù)始的發(fā)熱-降溫-發(fā)熱。任何物體都會(huì)有熱脹冷縮現(xiàn)象，幾何尺寸會(huì)隨溫度變化而變化。
而激光粒度儀光路裝配精度要求非常高，隨著儀器使用周期延長(zhǎng)，光路幾乎不可避免的會(huì)出現(xiàn)偏移現(xiàn)象。
光路偏移，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量光束光能衰減、探測(cè)器排布角度發(fā)生漂移，從而導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)漂移。應(yīng)對(duì)這個(gè)問(wèn)題主要靠?jī)x器制造商從儀器設(shè)計(jì)上盡量減少出現(xiàn)光路偏移的可能性，同時(shí)定期校準(zhǔn)光路也是非常重要的辦法。
2、鏡頭和測(cè)試窗口玻璃污染
光學(xué)儀器的鏡頭污染是常見故障。激光粒度儀作為粉體檢測(cè)設(shè)備，常常會(huì)面對(duì)多塵環(huán)境，測(cè)試窗口鏡片則是會(huì)直接接觸粉體樣品的光學(xué)器件。
聚焦透鏡或者準(zhǔn)直透鏡等光學(xué)鏡片受到使用環(huán)境中的浮塵污染或者發(fā)生霉菌污染，會(huì)使純凈的測(cè)量光束產(chǎn)生雜散光。
這些雜散光會(huì)混入樣品的散射光中干擾測(cè)試;測(cè)量窗口鏡片上的污染物則會(huì)直接產(chǎn)生較強(qiáng)的散射光。
因此，光學(xué)鏡片污染是激光粒度儀測(cè)試結(jié)果漂移的首要元兇。應(yīng)對(duì)辦法主要是盡量讓儀器處于干燥無(wú)塵的工作環(huán)境。經(jīng)常按照操作規(guī)程清洗鏡片，保證光學(xué)鏡片的清潔。
3、進(jìn)樣系統(tǒng)的循環(huán)、分散效能波動(dòng)
這個(gè)環(huán)節(jié)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)漂移比較隱蔽，所以容易被忽視。樣品循環(huán)系統(tǒng)使用的介質(zhì)特性、介質(zhì)流速(干法儀器而言則是氣壓和氣流量)、超聲分散設(shè)備的工況、水泵轉(zhuǎn)速這幾個(gè)要點(diǎn)會(huì)明顯影響測(cè)試數(shù)據(jù)，需要細(xì)心關(guān)注。
應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題的主要辦法或者方法如下：
A、關(guān)注測(cè)試用水的質(zhì)量，特別是那些以自來(lái)水為介質(zhì)的用戶。
B、干法儀器用戶則需定期檢查和維護(hù)保養(yǎng)空壓機(jī)，空氣過(guò)濾裝置，收塵裝置。保證分散樣品的高壓空氣質(zhì)量。
C、關(guān)注超聲分散設(shè)備功率輸出是否正常。
D、觀察進(jìn)樣器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，發(fā)現(xiàn)有轉(zhuǎn)速波動(dòng)情況，及時(shí)維護(hù)。
4、光電探測(cè)器及其放大電路參數(shù)漂移
這類問(wèn)題應(yīng)該屬于儀器制造質(zhì)量水平問(wèn)題，，一般來(lái)說(shuō)任何電子電路和光電探測(cè)器都有工況漂移問(wèn)題，差別只是漂移量不同。
這類問(wèn)題通常儀器用戶自己是無(wú)法解決的，需要儀器制造商對(duì)儀器進(jìn)行專門的電路工況系數(shù)校準(zhǔn)。某些高水平的儀器，能夠自行校準(zhǔn)自身電路工況漂移。
5、測(cè)量參數(shù)、測(cè)量條件變動(dòng)
分析模型、樣品測(cè)量參數(shù)、測(cè)試環(huán)境(例如濕度、測(cè)試介質(zhì)溫度等)都有可能影響測(cè)試數(shù)據(jù)。我們首先要保證測(cè)試的分析模型、樣品測(cè)量參數(shù)(特別是樣品折射率)選擇正確。
測(cè)試環(huán)境的影響，視不同樣品和儀器工作環(huán)境不同，影響也差別很大，很難簡(jiǎn)單舉例說(shuō)明。需要具體情況具體分析。
6、其它類特殊情況影響
A、鏡片結(jié)霧問(wèn)題。
這個(gè)問(wèn)題通常發(fā)生在春季潮濕季節(jié)或者是使用地下水做測(cè)試的用戶。測(cè)量窗口鏡片溫度遠(yuǎn)低于室溫時(shí)，很容易結(jié)霧。這個(gè)是固有的物理現(xiàn)象，只能是提高測(cè)試介質(zhì)溫度來(lái)解決。
B、激光器老化，導(dǎo)致光能波動(dòng)大。這種情況需要更換激光器。
C、分散劑過(guò)期失效，這個(gè)問(wèn)題比較隱蔽，但是也偶有遇到。
應(yīng)對(duì)辦法當(dāng)然是關(guān)注分散劑保存環(huán)境及其保質(zhì)期限。
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