文档介绍：激光粒度仪
主要内容
激光粒度仪的原理
激光粒度仪结构
激光粒度仪应用举例
激光粒度仪
激光粒度仪根据光的散射原理测量粉颗粒大小,是一种比较通用的粒度仪。其特点有测量动态范围宽、测量速度快、操作方便,尤其适合测量粒度分布范围宽的粉体和液体雾滴
一激光粒度仪的原理
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
激光束在无阻碍状态下的传播示意图
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),散射光I1是由较大颗粒引起的;散射光I2是由较小颗粒引起的
不同粒径的颗粒产生不同角度的散射角
散射光的强度代表该粒径颗粒的数量。这样在不同的角度上测量散射光的强度,就可以得到样品的粒度分布了 为了有效地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。如下图所示
激光粒度仪的光学结构
在光束中的适当的位置上放置一个傅立叶透镜,在该傅立叶透镜的后焦平面上放置一组多元光电探测器,这样不同角度的散射光通过傅立叶透镜就会照射到多元光电探测器上,将这些包含粒度分布信息的光信号转换成电信号并传输到电脑中,通过专用软件用Mie散射理论对这些信号进行处理,就会准确地得到所测试样品的粒度分布了
mie散射理论
Mie散射理论是麦克斯韦方程对处在均匀介质中的均匀颗粒在平面单色波照射下的严格数学解.
由Mie散射知道,距离散射体r处P点的散射光强为
为光波波长;
I。为人射光强;
I 为散射光强;
0为散射角;
为偏振光的偏振角。
S1和S2是振幅函数;a n和b n是与贝塞尔函数和汉克尔函数有关的函数; 和是连带勒让得函数的函数,仅与散射角0有关
ᵠ(a)和ᵋ(a)分别是贝塞尔函数和第一类汉 克尔函数; ᵠ'(a)和ᵋ'( a)是ᵠ(a)和ᵋ(a)的导数; a为无因次直径, D 为颗粒的实际直径; m是人射光的波长:是散射颗粒相对于周围介质的折射率
由上式就可以算出颗粒粒径D