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几种拓展激光粒度仪量程的方法介绍
2015年02月16日 发布 分类:粉体加工技术 点击量:2794
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     为使激光粒度仪的测试量程尽可能宽广,科研工作者在设计粒度仪的时候可谓是独具匠心,合理地利用各种光学,电子学知识,巧妙地延伸了测试量程,而成本又不会有大幅的增加。下文就介绍三种拓展激光粒度仪量程的方法

      一、双光源技术

      这种技术使用双波长、双光束的透镜后傅立叶变换结构。这种结构在传统的透镜后傅立叶结构的主照明光束之外,又增加一束斜入射、短波长(蓝光)的光束。增加的蓝光激光光束是为了扩大仪器的测量下限。在只有正入射光束的情况下,散射光从测量窗口往空气中出射时由于受全反射现象的限制,能出射的最大角度散射光有限制,超出范围内的散射光不能被探测器接收到。蓝光激光斜入射使得上述角范围内的散射光相对于测量窗口玻璃有较小的入射角,得以避开全反射的制约。此外,散射光的分布范围与光波长相关,蓝光激光波长短,能改善亚微米颗粒测量。但是波长也不是越短越好,太短的波长会导致不少物质会产生荧光,干扰散射光信号。Malvern (马尔文)和Horiba均有采用这种技术,将仪器测量下限延伸到了20纳米左右。

 

      二、双向偏振光技术

      光是一种电磁波,沿光轴的垂直方向会体现出一些偏振特性。这种特性使得它在不同空间方向上的散射光是有差异的。双向偏振光技术就是在两个相互垂直的散射面上同时接收同样散射角的光能,用二者的平均值作为光能的最终值。这种技术能有效补偿由于激光内在的偏振模式竞争引起的大角散射光的不稳定,提高了对亚微米颗粒测量的精度。

      三、倾斜窗口技术

      这种技术极为的简单和巧妙,将测量窗口倾斜一个角度后,传统测量窗口镜片全反射问题导致的散射光盲区就被轻易的克服了。

      从上图一个简单的示意图就可以看出,利用倾斜窗口技术,探测器可以完整的接收180范围内的所有散射光(注意,散射光是沿光轴对称分布的,故只需要获取0-180度范围的散射光即可。)倾斜窗口技术严格来说主要目的并非以提高仪器量程,更重要的意义在于消除散射光盲区,从而提高测量数据的准确度和分辨率。但是在提高了仪器的分辨率后,自然而然的会使量程有所提高。与倾斜窗口技术相似的还有梯形窗口技术(参考下图),运用的原理是一样的,这里就不再单独介绍。

      本文一共介绍了三种用简单技术或者说是巧妙设计,它们的应用提高了激光粒度仪量程、精度,对粒度检测技术的进步,作用是非常显著。本文的目的主要不在于介绍具体的详尽技术知识来帮助大家解决实际问题,更在意的是提供一种思路。工程领域很多的技术难题,如果单纯从原理上去寻求突破,往往会事倍功半。借鉴以上几个成功的工程技术改进方案,我们会发现创新思维有时常常能帮助我们摆脱复杂技术的困扰,获得事半功倍的效果。

(粉体圈 作者:敬之)

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