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标准集团讲述激光粒度仪的工作原理

标准集团讲述激光粒度仪的工作原理

发布时间:2023-12-26 00:00

标准集团(香港)有限公司是一家提供材料测试仪器设备的综合供应商,创立于2003年,总部在中国香港,在上海设有分公司上海泛标纺织品检测技术有限公司,全面负责中国大陆地区的销售和售后服务,上海千实精密机电科技有限公司是其生产厂家,负责测试仪器的加工生产。

公司起步于纺织领域的开发,秉持专业、真诚、热情、高效的服务理念,全面贴近客户需求,获得客户高度认可。其后,为满足客户日益增长的需求,公司逐步拓展产品线,扩张至相邻的皮革、地毯、床垫、箱包、家具、玩具、非织造、包装材料等行业,随后,又延伸至过滤材料、燃烧及光学光谱等多个领域。主要经营的产品种类有:口罩检测仪器、防护服检测仪器、纺织及服装测试仪器,皮革及鞋材测试仪器,燃烧类测试仪器,玩具类测试仪器,汽车内饰测试仪器,土工布测试仪器,非织造无纺布测试仪器,过滤材料测试仪器,材料老化测试仪器,床垫箱包家具测试仪器以及其它相关测试设备。

一直以来,我们始终坚持提供适用产品,依赖专业高效的服务团队,整合技术和资源优势,为客户解决科研生产中遇到问题提供支持,从而带动国内科研及相关行业水平的提高。通过个性化的售前产品咨询,高效率的售后安装、维护和维修,标准集团正越来越多赢得市场和客户的信赖。

激光粒度仪是通过测量颗粒群的衍射光谱经计算机处理来分析其颗粒分布的。它可用来测量各种固态颗粒、雾滴、气泡及任何两相悬浮颗粒状物质的粒度分布、测量运动颗粒群的粒径分布。


激光粒度仪是根据颗粒能使激光产生散射这一物理现象测试粒度分布的。


由于激光具有很好的单色性和极强的方向性,所以一束平行的激光在没有阻碍的无限空间中将会照射到无限远的地方,并且在传播过程中很少有发散的现象。


当光束遇到颗粒阻挡时,一部分光将发生散射现象。散射光的传播方向将与主光荣的传播方向形成一个夹角θ。


散射理论和结果证明,散射角θ的大小与颗粒的大小有关,颗粒越大,产生的散射光的θ角就越小;颗粒越小, 产生的散射光的θ角就越大。


激光粒度仪经典的光路由发射、接受和测量窗口等三部分组成。发射部分由光源和光束处理器件组成,主要是为仪器提供单色的平行光作为照明光。


接收器是仪器光学结构的关键。测量窗口主要是让被测样品在完全分散的悬浮状态下通过测量区,以便仪器获得样品的粒度信息。


接收器由傅立叶选镜和光电探测器阵列组成。所谓傅立叶选镜就是针对物方在无限远,像方在后焦面的情况消除像差的选镜。激光粒度仪的光学结构是一个光学傅立叶变换系统,即系统的观察面为系统的后焦面。


由于焦平面上的光强分布等于物体(不论其放置在透镜前的什么位置)的光振幅分布函数的数学傅立叶变换的模的平方,即物体光振幅分布的频谱。


激光粒度仪将探测器放在透镜的后焦面上,因此相同传播方向的平行光将聚焦在探测器的同一点上。


据测器由多个中心在光轴上的同心圆环组成,每一环是一个独立的探测单元。这样的探测器又称为环形光电探测器阵列,简称光电探测器阵列。


激光器发出的激光束经聚焦、低通滤波和准直后,变成直径为8~25 mm的平行光。平行光束照到测量窗口内的颗粒后,发生散射。散射光经过傅立叶透镜后,同样散射角的光被聚焦到探测器的同一半径上。


一个探测单元输出的光电信号就代表一个角度范围(大小由探测器的内、外半径之差及透镜的焦距决定)内的散射光能量,各单元输出的信号就组成了散射光能的分布。


尽管散射光的强度分布总是中心大,边缘小,但是由于探测单元的面积总是里面小外面大,所以测得的光能分布的峰值一般是在中心和边缘之间的某个单元上。


当颗粒直径变小时,散射光的分布范围变大,光能分布的峰值也随之外移。所以不同大小的颗粒对应于不同的光能分布,反之由测得的光能分布就可推算样品的粒度分布。


测量下限是激光粒度仪重要的技术指标。激光粒度仪光学结构的改进基本上都是为了扩展其测量下限或是小颗粒段的分辨率基本思路是增大散射光的测量范围、测量精度或者减少照明光的波长。