快速了解激光粒徑測試儀

激光粒度儀

所謂激光粒度儀是指通過顆粒的衍射或散射光的空間分布(散射光譜)來分析顆粒尺寸的儀器。

根據(jù)能譜的穩(wěn)定性，可分為靜態(tài)光散射粒度儀和動(dòng)態(tài)光散射激光粒度儀

靜態(tài)光散射激光粒度儀

能譜是一個(gè)穩(wěn)定的空間分布。主要適用于微米級粒子的測量，改進(jìn)后測量下限可以擴(kuò)展到幾十納米。

基于動(dòng)態(tài)光散射原理的激光粒度儀

根據(jù)粒子布朗運(yùn)動(dòng)的速度，通過檢測一個(gè)或兩個(gè)散射角的動(dòng)態(tài)光散射信號來分析納米粒子的大小，能譜隨時(shí)間快速變化?；趧?dòng)態(tài)光散射原理的粒度儀只適用于納米顆粒的測量。

透光沉淀器不是激光粒度分析儀

一般來說，激光粒度分析儀是指基于衍射和散射原理的粒度分析儀，透光沉降儀是基于斯托克斯沉降定律而不是激光衍射/散射原理，因此這類儀器不能稱為激光粒度分析儀。

如何用激光粒度儀獲得粒子的散射光能譜分布

激光粒度分析儀是通過檢測顆粒的散射光譜來測量顆粒粒度分布的專用儀器。獲取粒子散射光譜的基本光路圖見圖1

1.為什么激光必須用作散射/衍射激光粒度儀的光源

激光粒度分析儀通過檢測顆粒的散射光譜來分析顆粒的大小和分布，因此獲得清晰的散射光譜非常重要。激光是一種具有良好準(zhǔn)直性和單色性的光源，只有使用激光才能在散射/衍射粒度分析儀中獲得清晰的散射光譜分布。使用多種波長混合的光源不可能獲得清晰的散射光譜，只能獲得多種散射光譜的疊加，因此不能用于粒度分析儀。

與各種激光器中的氣體激光器相比，氣體光源比半導(dǎo)體光源具有更短的波長、更窄的線寬、更好的單色性和更好的穩(wěn)定性。所以微納和大多數(shù)專業(yè)公司選擇氣體激光器作為測量光源。

2.激光粒度分析儀與其他方法相比有什么優(yōu)勢？

激光粒度分析儀的光路實(shí)際上是一個(gè)二維傅立葉變換器，因此它具有傅立葉變換的許多特點(diǎn):1。所有粒子的散射信息以光速并行傳輸?shù)焦怆娞綔y器，速度無與倫比；2.探測器可以做得很窄，大約幾微米，所以分辨率很高；3.顆粒散射在測試過程中不會(huì)受到人為因素的干擾，因此測試重復(fù)性優(yōu)越；4.根據(jù)傅里葉變換的平移不變性，顆粒在樣品池中的移動(dòng)速度不會(huì)影響頻譜分布，因此適用于動(dòng)態(tài)顆粒測試，這是其他顆粒尺寸測試方法無法比擬的，成為顆粒在線測試的理論基礎(chǔ)。

3.激光粒度儀的下限是多少？

激光粒度分析儀測量粒度的原理是米氏散射理論。MIE散射理論用數(shù)學(xué)語言精確地描述了折射率為n、吸收率為m的特定物質(zhì)的粒徑為D的球形粒子的散射光強(qiáng)度隨散射角θ變化的空間分布函數(shù)，也稱為散射譜。根據(jù)MIE散射理論可以看出，粒子越大，前向散射越強(qiáng)，后向散射越弱。隨著粒徑的減小，前向散射迅速減小，后向散射逐漸增大。該圖示意性地顯示了大、中、小顆粒在波長范圍內(nèi)的散射光譜。激光粒度儀通過以不同散射角度排列的光電探測器陣列測試顆粒的散射光譜，從而確定顆粒尺寸。這種散射光譜具有特定粒子在空間穩(wěn)定分布的特點(diǎn)，因此基于這一原理的儀器稱為靜態(tài)激光粒度儀。

然而，當(dāng)粒子尺寸小至dm時(shí)，與另一個(gè)更小的粒子dm-δ相比，如果兩個(gè)粒子的散射光譜如此相似以至于它們不能被光電探測器陣列分辨，則認(rèn)為已經(jīng)達(dá)到激光粒子尺寸儀的測量極限，并且該粒子尺寸dm是激光粒子尺寸儀的下限。

這個(gè)極限也和激光波長有關(guān)。研究表明，紅光在635納米的激光測量極限為50納米，而藍(lán)光在405納米的理論極限為20納米。

理論上，靜態(tài)激光粒度儀至少需要兩個(gè)條件來區(qū)分納米級粒子:1。它有一個(gè)用于測量反向散射的光電探測器陣列；2.它需要更短波長的激光。在可見光范圍內(nèi)，20納米是靜態(tài)激光粒度儀的理論測量下限。