台式激光(guāng)粒度分(fēn)析儀成為(wèi)化(huà)工(gōng)、制(zhì)藥、電(diàn)池、水(shuǐ)文(wén)地(dì)質、礦業(yè)、水(shuǐ×)泥、塗料、稀土(tǔ)、航天、墨粉、3D打印和(hé)粉末快(kuài)速成型等諸多(duō)行(xíng)業(yè)顆粒粒度測量的(de)儀器(qì)。
激光(guāng)粒度儀測量粒度的(de)原理(lǐ)是(shì)米氏散射理(lǐ)論。米氏散射理(lǐ)論用(yòng)數(shù)學語言精确地(≠dì)描述了(le)折射率為(wèi)n、吸收率為(wèi)m的(de)特定物(wù)質的(de)粒徑£為(wèi)d的(de)球形顆粒,在波長(cháng)為(wèi)A單色光(guāng)照(zhào)射下(xià),散射光(guāng)強度随散射角變化(huà)呈空(kōng)間(jiān)分(fēn)布函數(shù),此函數(shù)也(yě)稱為(wèi)散射譜。根據米氏散射理(lǐ)論可(kě)以得(de)出顆粒"越大(dà),前向散射越強而後向散射越弱;随著(zhe)顆粒粒徑的(de)減小(xiǎo)前向散射迅速減弱而後向散射逐漸增強。
激光(guāng)粒度儀正是(shì)通(tōng)過設置在不(bù)同散射角度的(de)光(guāng)電(diàn)探測器(qì)陣列,測試顆粒的(de)散射光(guān♦g)強分(fēn)布(在極坐(zuò)标下(xià)),由此确定顆粒粒徑的(de)大(dà)小(xiǎo)。這(zhè)種散射譜對(duì)于特定顆粒在空(kōng)間(j₩iān)具有(yǒu)穩定分(fēn)布的(de)特征,因此稱此種原理(lǐ)的(de)儀器(qì)為(wèi)靜(jìn←g)态激光(guāng)粒度儀。當顆粒粒徑小(xiǎo)到(dào)一(yī)定程度(波長(chán¶g)的(de)1/10左右)時(shí),光(guāng)強分(fēn)布變成了(le)兩個(gè)相(xiàng)互有(yǒu)重疊的($de)圓。當顆粒非常小(xiǎo)時(shí),則前向圓和(hé)後向圓*對(duì)稱(此時(shí)稱為(wèi)瑞利散射)。所以當粒徑為(wèi)dm的(de)顆粒,其散射光(guγāng)強分(fēn)布與非常小(xiǎo)顆粒的(de)散射光(guāng)強分(fēn)布相(xiàng)似,以至不(bù)能(néng)被光(guāng)電(diàn)$探測器(qì)陣列及後續的(de)信号處理(lǐ)電(diàn)路(lù)所分(fēn)辨,則認為(wèi)dm就(jiù)是(shì)激光( guāng)粒度儀的(de)測量下(xià)限。
此極限還(hái)與激光(guāng)波長(cháng)有(yǒu)關,研究表明(míng),紅(hóng)光(guāng)635nm₹波長(cháng)的(de)激光(guāng)粒度儀的(de)測量極限為(wèi)30mm,而藍(lán)光(guāng)405nm波長(cháng)的(de)激光€(guāng)粒度分(fēn)析儀儀的(de)測量極限為(wèi)10mm。理(lǐ)論上(shàng),靜(jìng)态激光(guāng×)粒度儀欲分(fēn)辨納米級的(de)顆粒至少(shǎo)需要(yào)兩個(gè)條件(jiàn):(1)具有(yǒu)更寬範☆圍測量散射角度的(de)光(guāng)電(diàn)探測器(qì)陣列;(2)需要(yào)用(yòng)單色性更好(hǎo)的(de)激光(g±uāng)器(qì)，選氦氖氣體(tǐ)激光(guāng)器(qì)，單色性好(hǎo)，對(duì)周邊溫度環境波動小(xiǎo)。在≈可(kě)見(jiàn)光(guāng)的(de)範內(nèi),10-30nm是(shì)靜(jìng)态激光(guāng)粒度儀的(d₹e)測量下(xià)限。
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