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    濟南微納顆粒儀器股份有限...

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    激光粒度分析儀原理剖析

    閱讀:153      發布時間:2025-6-13
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    激光粒度分析儀作為現代顆粒分析領域的關鍵設備,其工作原理基于光散射與衍射現象,通過精密的光學系統和數學模型,實現對顆粒粒徑分布的快速精準測量。

    激光粒度分析儀的核心在于激光散射理論。當單色性*佳的激光束照射到樣品中的顆粒時,顆粒會對激光產生散射效應。米氏散射理論指出,散射光的傳播方向與主光束形成夾角θ,且θ角大小與顆粒直徑成反比——顆粒越大,散射角越小;顆粒越小,散射角越大。同時,散射光的強度分布與對應粒徑顆粒的數量密切相關。基于這一原理,儀器通過在光路中設置傅里葉透鏡,將不同角度的散射光匯聚到后焦平面的多元光電探測器陣列上。探測器將光信號轉換為電信號,傳輸至計算機進行數字化處理。

    在信號處理環節,儀器采用復雜的數學算法對原始光強數據進行反演計算。結合米氏散射理論或夫瑯禾費衍射模型,通過非負最小二乘法等優化算法,將光強分布數據轉換為顆粒的體積或數量加權分布,最終得到粒度分布曲線及D10、D50、D90等關鍵參數。這一過程需要精確設定顆粒與介質的折射率,因為折射率誤差會導致計算偏差,直接影響測量結果的準確性。

    為確保測試結果的可靠性,激光粒度分析儀在樣品制備階段采用濕法或干法分散技術。濕法分散通過機械攪拌、超聲高頻震蕩和電磁循環泵的協同作用,使顆粒在分散介質中均勻分布,避免團聚現象;干法分散則通過氣流實現顆粒的單層分散。儀器操作簡便快捷,測試過程僅需數秒至數分鐘,且支持多次采樣以濾除噪聲干擾,顯著提升測試重復性。

    激光粒度分析儀憑借其高精度、寬測量范圍和自動化程度,廣泛應用于化工、醫藥、礦物分析、粉末冶金、生物醫學等領域,為顆粒物質的制造、加工和研究提供了關鍵技術支持。隨著技術的不斷進步,其在納米級顆粒測量和多模型聯合反演方面的能力將持續拓展,推動更多行業實現質量控制的智能化升級。

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