激光粒度儀是用物理的方法測試固體顆粒的大小和分布的一種儀器。根據測試原理的不同分為沉降式激光粒度儀、沉降天平、激光激光粒度儀、光學(xué)顆粒計數器、電阻式顆粒計數器、顆粒圖像分析儀等。
激光粒度儀的分類(lèi)介紹
激光激光粒度儀
采用MIE散射原理的激光激光粒度儀,假設被測顆粒為標準球形,無(wú)法測量顆粒形貌,多為離線(xiàn)激光粒度儀。
采用MIE散射原理的激光激光粒度儀由自主研發(fā)的會(huì )聚光傅立葉變換光路和無(wú)約束自由擬合是數據處理軟件組成,可檢測顆粒大小及分布,覆蓋了毫米、微米、亞微米及納米多個(gè)波段。
其測試顆粒大小及分布時(shí)采用的分散系統根據不同的測試要求分為濕法分散系統、干法分散系統和干濕一體分散系統。
當光線(xiàn)照射到顆粒上時(shí)會(huì )發(fā)生散射、衍射,其衍射、散射光強度均與粒子的大小有關(guān)。觀(guān)測其光強度,可應用Fraunhofer衍射理論和Mie散射理論求得粒子徑分布(激光衍射/散射法),使用Mie散射理論進(jìn)行計算。光入射到球形粒子時(shí)可產(chǎn)生三類(lèi)光:第一類(lèi),在粒子表面、通過(guò)粒子內部、經(jīng)粒子內表面的反射光;第二類(lèi),通過(guò)粒子內部而折射出的光;第三類(lèi),在表面的衍射光。這些現象與粒子的大小無(wú)關(guān),全都可以作為光散射處理。
一般地,光散射現象可以用經(jīng)Maxwell電磁方程式嚴密解出的Mie散射理論說(shuō)明。但是,實(shí)際使用起來(lái)過(guò)于復雜,為了求得實(shí)際的光強度,可根據入射波長(cháng)λ和粒子半徑r的關(guān)系,即:r<λ時(shí),Rayleigh散射理論;r>λ時(shí),Fraunhofer衍射理論。在使用上述理論時(shí),應考慮到光的波長(cháng)和粒徑的關(guān)系,在不同的領(lǐng)域使用不同的理論。
粒徑大于波長(cháng)的時(shí)候,由Fraunhofer衍射理論求得的衍射光強度和Mie散射理論求得的散射光強度大體是一致的。因此,可以把Fraunhofer衍射理論作為Mie散射理論的近似處理。這時(shí),光散射(衍射)的方向幾乎都集中在前方,其強度與粒子徑的大小有關(guān),有很大的變化。即表示粒子徑固有的光強度譜,解出粒子的光強度分布(散射譜)就可以定出粒子徑。當波長(cháng)和粒子徑很接近的時(shí)候,不能用Fraunhofer的近似式來(lái)表示散射強度。這時(shí)有必要根據Mie散射理論作進(jìn)一步討論。在Mie散射中的散射光強度由入射光波長(cháng)、粒子徑、粒子和介質(zhì)的相對折射率來(lái)確定。
顆粒圖像儀
對顆粒拍照后將圖片分析處理,可以測量顆粒形貌,通過(guò)此方法可實(shí)現原位實(shí)時(shí)在線(xiàn)測量。
顆粒激光粒度儀擁有靜態(tài)、動(dòng)態(tài)兩種測試方法。
靜態(tài)方式使用改裝的顯微鏡系統,配合高清晰攝像機,將顆粒樣品的圖像直觀(guān)的反映到電腦屏幕上,配合相關(guān)的計算機軟件可進(jìn)行顆粒大小、形狀、整體分布等屬性的計算,并可以將測試結果輸出為報告。
動(dòng)態(tài)方式具有形貌和粒徑分布雙重分析能力。重建了全新循環(huán)分散系統和軟件數據處理模塊,解決了靜態(tài)顆粒圖像儀的制樣繁瑣、采樣代表性差、顆粒粘連等缺陷。
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