激光粒度儀的原理 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 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，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夾角，角的大小與顆粒的大小有關(guān)，顆粒越大，產(chǎn)生的散射光的角就越??；顆粒越小，產(chǎn)生的散射光的角就越大即小角度()的散射光是有大顆粒引起的；大角度(1)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 圖2 不同粒徑的顆粒產(chǎn)生不同角度的散射光 為了測量不同角度上的散射光的光強(qiáng)，需要運用光學(xué)手段對散射光進(jìn)行處理我們在光束中的適當(dāng)?shù)奈恢蒙戏胖靡粋€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器，不同角度的散射光通過富氏透鏡照射到多元光電探測器上時，光信號將被轉(zhuǎn)換成電信號并傳輸?shù)诫娔X中，通過專用軟件對這些信號進(jìn)行處理，就會準(zhǔn)確地得到粒度分布了，如圖3所示 圖3 激光粒度儀原理示意圖 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，所以一束平行的激光在沒有阻礙的無限空間中將會照射到無限遠(yuǎn)的地方，并且在傳播過程中很少有發(fā)散的現(xiàn)象如圖7所示 當(dāng)光束遇到顆粒阻擋時，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夾角散射理論和實驗結(jié)果都告訴我們，散射角的大小與顆粒的大小有關(guān)，顆粒越大，產(chǎn)生的散射光的角就越??；顆粒越小，產(chǎn)生的散射光的角就越大在圖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，在不同的角度上測量散射光的強(qiáng)度，就可以得到樣品的粒度分布了 為了有效地測量不同角度上的散射光的光強(qiáng)，需要運用光學(xué)手段對散射光進(jìn)行處理我們在圖8所示的光束中的適當(dāng)?shù)奈恢蒙戏胖靡粋€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器，這樣不同角度的散射光通過富氏透鏡就會照射到多元光電探測器上，將這些包含粒度分布信息的光信號轉(zhuǎn)換成電信號并傳輸?shù)诫娔X中，通過專用軟件用Mie散射理論對這些信號進(jìn)行處理，就會準(zhǔn)確地得到所測試樣品的粒度分布了，如圖9所示 激光粒度分析儀原理 光在傳播中，波前受到與波長尺度相當(dāng)?shù)南犊谆蝾w粒的限制，以受限波前處各元波為源的發(fā)射在空間干涉而產(chǎn)生衍射和散射，衍射和散射的光能的空間(角度)分布與光波波長和隙孔或顆粒的尺度有關(guān)用激光做光源，光為波長一定的單色光后，衍射和散射的光能的空間(角度)分布就只與粒徑有關(guān)對顆粒群的衍射，各顆粒級的多少決定著對應(yīng)各特定角處獲得的光能量的大小，各特定角光能量在總光能量中的比例，應(yīng)反映著各顆粒級的分布豐度按照這一思路可建立表征粒度級豐度與各特定角處獲取的光能量的數(shù)學(xué)物理模型，進(jìn)而研制儀器，測量光能，由特定角度測得的光能與總光能的比較推出顆粒群相應(yīng)粒徑級的豐度比例量 激光粒度分析儀 采用濕法分散技術(shù)，機(jī)械攪拌使樣品均勻散開，超聲高頻震蕩使團(tuán)聚的顆粒充分分散，電磁循環(huán)泵使大小顆粒在整個循環(huán)系統(tǒng)中均勻分布，從而在根本上保證了寬分布樣品測試的準(zhǔn)確重復(fù) 測試操作簡便快捷：放入分散介質(zhì)和被測樣品，啟動超SF生器使樣品充分分散，然后啟動循環(huán)泵，實際的測試過程只有幾秒鐘測試結(jié)果以粒度分布數(shù)據(jù)表分布曲線比表面積D10D50D90等方式顯示打印和記錄. 輸出數(shù)據(jù)豐富直觀：本儀器的軟件可以在各種計算機(jī)視窗平臺上運行，具有操作簡單直觀的特點，不僅對樣品進(jìn)行動態(tài)檢測，而且具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理與輸出功能,用戶可以選擇和設(shè)計Z理想的表格和圖形輸出 激光粒度儀Mastersizer 2000E