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激光粒度测定仪的原理,粒度分布测量法详解

更新时间:2018-12-04 点击数:1656

激光粒度测定仪的原理,粒度分布测量法详解

激光粒度测定仪利用激光衍射/散射光的粒度分布测量方法,用激光照射粒子组,并且由从该粒子组发射的衍射/散射光的光强度分布图案计算粒度分布。下面耐克特描述在激光粒度测定仪器-激光衍射粒度分析仪上采用的粒度分布的测量原理。接下来,耐克特通过几张图进行介绍:激光粒度测定仪粒子产生的光强分布模式

光强度分布模式

当用激光束照射粒子时,光从各个方向发射 - 向前/向后,向上/向下和向左/向右 - 从那些粒子发射。这种光被称为“衍射/散射光”。对于衍射/散射光的强度,在光发射的方向上形成固定的空间图案。这被称为“光强度分布模式”。

已知该光强度分布图案根据颗粒尺寸变为各种形状。

5μm尺寸的颗粒产生的光强度分布图案

由5μm尺寸的颗粒产生的光强度分布图案

这是从5μm尺寸的颗粒发射的衍射/散射光的光强度分布图案。

在这种情况下,从粒子发射的衍射/散射光在向前方向(激光束行进方向)上集中。

与向前方向的光相比,在其他方向上散射和衍射的光非常弱。

当激光粒度测定仪测量较大尺寸的颗粒时,衍射/散射光在向前方向上更集中。

1μm大小的颗粒产生的光强度分布图

由1μm大小的颗粒产生的光强度分布图案

这是从1μm尺寸的颗粒发射的衍射/散射光的光强度分布图案。随着粒径变小,衍射/散射光的图案稍微向远离正向(激光束行进方向)的周边扩散。

0.1μm尺寸的颗粒产生的光强度分布图

由0.1μm尺寸的颗粒产生的光强度分布图案

这是从0.1μm尺寸的颗粒发射的衍射/散射光的光强度分布图案。随着粒径变小,朝向侧面(上/下和左/右方向)和后(与激光束行进方向相反)的光变得更强。光线图案在所有方向上传播,就像“茧”或“葫芦”一样。

图中显示的三种光强分布模式

现在,让耐克特粒度仪尝试排列目前为止所描述的三种光强度分布模式。

您可以了解衍射/散射光的光强度分布模式如何根据粒子的大小而变化。

粒子的大小与光强度分布图案之间存在1:1的对应关系。

换句话说,您可以通过检测光强度分布模式来判断粒子的大小。

粒子群产生的光强分布模式

在实际的粒度分布测量中,测量目标不仅仅是一个粒子; 它是由许多粒子组成的粒子群。颗粒组包括不同尺寸的多个颗粒的混合物,并且从颗粒组发射的光强度分布图案是来自每个相应颗粒的重叠衍射/散射光的结果。

通过检测和分析这种光强度分布模式,您可以找出粒度分布,即粒子大小以什么比例存在。

以上是使用激光衍射/分散方法测量粒度分布背后的基本思路。

激光衍射/分散方法测量粒度分布

总之,耐克特所介绍的这种激光粒度测定仪的原理的关键点在于,通过使用NOT光强度而不是根据粒径改变图案来发现粒径。


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