激光粒度测试仪主要用于测量物料粒度大小及粒度分布,是无机分析、有机分析和生物分析中较为常用的粒度分析仪器。其原理基于激光散射,通过测量散射光的强度和角度来确定样品中颗粒的大小分布。这种仪器具有高精度、快速测量、测量范围广、操作简便等优点。
激光粒度测试仪的原理是利用激光对样品中的粒子进行散射,通过测量散射光的强度和角度来计算出粒子的大小和分布情况。具体来说,当样品被注入到仪器中后,激光束会照射在样品颗粒上并发生散射。散射光经过收集系统收集,并由光学器件聚焦后投射到检测器上。检测器测量散射光的强度和散射角度,并将数据传输给计算机进行分析和处理。根据Mie理论和光散射定律,可以计算出样品中颗粒的大小分布。
激光粒度测试仪的结构特点包括光学系统、样品循环系统、信号处理系统、软件控制系统等。具体如下:
1、光学系统
光源:通常采用单色光作为光源,如半导体激光器或氦氖激光器。这些光源能够产生高度单色和相干的光束,以确保测量的准确性。
光束整形:光学系统中还包括光束整形装置,用于调节光束的大小和形状,确保其能够均匀照射到样品上。
2、样品循环系统
样品池:样品池设计为透光性好的材料,如玻璃或透明塑料,以便激光能够穿透。样品池通常具有适当的容积,以容纳不同浓度的样品。
循环和搅拌机制:配备有循环泵和搅拌器,以确保样品在测试过程中保持均匀分散。这有助于提高测量结果的代表性和重复性。
3、信号处理系统
光电探测器:当激光束照射到样品颗粒上时,会产生散射光。这些散射光被光电探测器(如光电二极管阵列)接收,转换成电信号。
信号放大与转换:信号处理系统会对这些电信号进行放大、滤波和模数转换,以便进一步分析。
4、软件控制系统
数据采集和分析:配备有专用的软件,用于控制测量过程、数据采集、分析和报告输出。软件通常具有用户友好的界面,便于操作者使用。
算法和模型:软件中嵌入了复杂的算法和模型,用于根据散射光的角度和强度计算颗粒的粒度分布。
5、机械结构
稳定和防震:激光粒度测试仪的机械结构设计为稳定和防震,以确保在测试过程中仪器的稳定性。这有助于减少外界因素对测量结果的影响。
外壳和保护:仪器的外壳通常采用坚固的材料制成,以保护内部敏感的光学和电子组件免受灰尘和水分的侵害。