激光粒度仪原理与应用ppt课件.ppt

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1、激光粒度仪激光粒度的介绍激光粒度仪的原理激光粒度仪的结构激光粒度仪的操作方法激光粒度仪介绍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。它不受颗粒的物理化学性质的限制。该类仪器因具有超声、搅拌、循环的样品分散系统，所以测量范围广（测量范围可0.02~2000微米，有的甚至更宽）；自动化程度程度高；操作方便；测试速度快；测量结果准确、可靠、重复性好。可广泛用于石油化工、陶瓷、染料、水泥、煤粉

2、、研磨材料、金属粉末、泥沙、矿石、雾滴、乳浊液等粒度的测定。如国产JL、WJL系列激光粒度分析仪，英国产Mastersizer系列激光粒度分析仪，以及可用来测定纳米级的PCS纳米粒度分析仪。注：我们公司主要用它来测煤浆粒度和催化剂粒度。激光粒度仪测量的基本原理1.测量基本原理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

3、发生散射现象，如图1.1-1。散射光的传播方向将与主光束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。进一步研究表明，散射光的强度代表该粒径颗粒的数量。为了有效地测量不同角度上的散射光的光强，需要运用光学手段对散射光进行处理。在所示的光束中的适当的位置上放置一个富氏透镜，在该富氏透镜的后焦平面上放置一组多元光电探测器，这样不同角度的散射光散射光通过富氏棱镜就会照射到多元光电探测器上，将这些包含粒度分布信息

4、的光信号转换成电信号并传输到电脑中，通过专用软件用Mie（米氏）散射理论对这些信号进行处理，就会准确地得到所测试样品的粒度分布了。根据瑞利散射定律：ID6/4（1.1-1）式中：I——为散射光强；D——粒子直径；——光源波长。粒子直径减少10倍，散射光强减弱一百万倍。激光粒度分布仪的工作原理基于夫朗和费衍射和米氏散射理论相结合。物理光学推论，颗粒对于入射的散射服从经典的米氏理论。低能源半导体激光器发出的波长为0.6328微米的单色光，经空间滤波和扩束透镜，滤去杂光形成直径最大10mm的平行单色光束。该

5、光束照射测量区中的颗粒时，会产生光的衍射现象。衍射光的强度分布服从夫朗和费衍射理论。在测量区后的付立叶转换透镜是接收透镜（已知透镜的范围），在它的后聚平面上形成散射光的远磁场衍射图形。在接收透镜后聚焦平面上放置一多环光电检测器，它接收衍射光的能量并转换成电信号输出。激光粒度仪的结构与主要性能（1）仪器系统的组成主要包括三部分，1）主机（光学元件），标志为MasterSizer2000；主机用来收集测量样品内粒度大小的原始数据。2）附件（进样器），标识为Hydro2000G(普通湿法)；附件唯一的目的就是将

6、样品分散混匀充分并传送到主机以便于测量。3）计算机和Malvern测量软件；Malvern软件可定义、控制整个测量过程，并同时处理测量的粒度分布数据、显示结果并打印报告。（2）仪器主要性能指标：1）单量程检测范围0.02～2000μｍ的颗粒直径，无需更换镜头。2）检测速度快，扫描速度1000次/s。任何粒度分布在此范围之内的固体、液体样品，都可以在30s之内完成光路校正、背景扣除、取样（6000次）、数据处理、报告生成等全部操作。3)真正的激光衍射方法，完全符合1997年颁布的ISO13320激光衍射方法粒

7、度分析国际标准。4）MS2000具有SOP（StandardOperationProgramme）功能，即标准操作规程。在软件的指引下完成设置和自动操作，消除人为操作误差和外部环境影响误差。所以SOP特别适合跨地域的质量控制，为不同试验室的试验数据对比带来了方便。在水利行业，可保证各泥沙室的颗粒分析在相同控制参数下完成，使资料更具一致性。5）高度智能化，MS2000采用最先进的模块化设计思想，干、湿进样器转换方便。当进样器与主机连接时，软件自动识别干法或湿法进样器。当操作者遇到问题或对仪器操作不熟悉时，可以

8、通过软件提示功能解决问题。6）结果报告形式多样，可提供粒度分布数据、图形、平均值、中数粒径、峰值等大量信息。根据用户要求，粒度可自由分级，自由修改报告界面，加所需内容。所有操作无需重新编程。所得数据和图形可和WINDOWS应用软件（如MicrosoftWord，Excel）动态连接。（一）激光粒度仪的操作步骤1.分析用水和样品制备激光粒度仪分析时需用较多的洁净水来稀释样品浓度和清洗样品池等，一般将自来水存放24小