激光粒度測試儀主要用于測量物料粒度大小及粒度分布,是無機分析、有機分析和生物分析中較為常用的粒度分析儀器。其原理基于激光散射,通過測量散射光的強度和角度來確定樣品中顆粒的大小分布。這種儀器具有高精度、快速測量、測量范圍廣、操作簡便等優(yōu)點。
激光粒度測試儀的原理是利用激光對樣品中的粒子進行散射,通過測量散射光的強度和角度來計算出粒子的大小和分布情況。具體來說,當(dāng)樣品被注入到儀器中后,激光束會照射在樣品顆粒上并發(fā)生散射。散射光經(jīng)過收集系統(tǒng)收集,并由光學(xué)器件聚焦后投射到檢測器上。檢測器測量散射光的強度和散射角度,并將數(shù)據(jù)傳輸給計算機進行分析和處理。根據(jù)Mie理論和光散射定律,可以計算出樣品中顆粒的大小分布。
激光粒度測試儀的結(jié)構(gòu)特點包括光學(xué)系統(tǒng)、樣品循環(huán)系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)、軟件控制系統(tǒng)等。具體如下:
1、光學(xué)系統(tǒng)
光源:通常采用單色光作為光源,如半導(dǎo)體激光器或氦氖激光器。這些光源能夠產(chǎn)生高度單色和相干的光束,以確保測量的準確性。
光束整形:光學(xué)系統(tǒng)中還包括光束整形裝置,用于調(diào)節(jié)光束的大小和形狀,確保其能夠均勻照射到樣品上。
2、樣品循環(huán)系統(tǒng)
樣品池:樣品池設(shè)計為透光性好的材料,如玻璃或透明塑料,以便激光能夠穿透。樣品池通常具有適當(dāng)?shù)娜莘e,以容納不同濃度的樣品。
循環(huán)和攪拌機制:配備有循環(huán)泵和攪拌器,以確保樣品在測試過程中保持均勻分散。這有助于提高測量結(jié)果的代表性和重復(fù)性。
3、信號處理系統(tǒng)
光電探測器:當(dāng)激光束照射到樣品顆粒上時,會產(chǎn)生散射光。這些散射光被光電探測器(如光電二極管陣列)接收,轉(zhuǎn)換成電信號。
信號放大與轉(zhuǎn)換:信號處理系統(tǒng)會對這些電信號進行放大、濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換,以便進一步分析。
4、軟件控制系統(tǒng)
數(shù)據(jù)采集和分析:配備有專用的軟件,用于控制測量過程、數(shù)據(jù)采集、分析和報告輸出。軟件通常具有用戶友好的界面,便于操作者使用。
算法和模型:軟件中嵌入了復(fù)雜的算法和模型,用于根據(jù)散射光的角度和強度計算顆粒的粒度分布。
5、機械結(jié)構(gòu)
穩(wěn)定和防震:激光粒度測試儀的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計為穩(wěn)定和防震,以確保在測試過程中儀器的穩(wěn)定性。這有助于減少外界因素對測量結(jié)果的影響。
外殼和保護:儀器的外殼通常采用堅固的材料制成,以保護內(nèi)部敏感的光學(xué)和電子組件免受灰塵和水分的侵害。