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幾種拓展激光粒度儀量程的方法介紹
2015年02月16日 發布 分類:粉體加工技術 點擊量:2916
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     為使激光粒度儀的測試量程盡可能寬廣,科研工作者在設計粒度儀的時候可謂是獨具匠心,合理地利用各種光學,電子學知識,巧妙地延伸了測試量程,而成本又不會有大幅的增加。下文就介紹三種拓展激光粒度儀量程的方法

      一、雙光源技術

      這種技術使用雙波長、雙光束的透鏡后傅立葉變換結構。這種結構在傳統的透鏡后傅立葉結構的主照明光束之外,又增加一束斜入射、短波長(藍光)的光束。增加的藍光激光光束是為了擴大儀器的測量下限。在只有正入射光束的情況下,散射光從測量窗口往空氣中出射時由于受全反射現象的限制,能出射的最大角度散射光有限制,超出范圍內的散射光不能被探測器接收到。藍光激光斜入射使得上述角范圍內的散射光相對于測量窗口玻璃有較小的入射角,得以避開全反射的制約。此外,散射光的分布范圍與光波長相關,藍光激光波長短,能改善亞微米顆粒測量。但是波長也不是越短越好,太短的波長會導致不少物質會產生熒光,干擾散射光信號。Malvern (馬爾文)和Horiba均有采用這種技術,將儀器測量下限延伸到了20納米左右。

 

      二、雙向偏振光技術

      光是一種電磁波,沿光軸的垂直方向會體現出一些偏振特性。這種特性使得它在不同空間方向上的散射光是有差異的。雙向偏振光技術就是在兩個相互垂直的散射面上同時接收同樣散射角的光能,用二者的平均值作為光能的最終值。這種技術能有效補償由于激光內在的偏振模式競爭引起的大角散射光的不穩定,提高了對亞微米顆粒測量的精度。

      三、傾斜窗口技術

      這種技術極為的簡單和巧妙,將測量窗口傾斜一個角度后,傳統測量窗口鏡片全反射問題導致的散射光盲區就被輕易的克服了。

      從上圖一個簡單的示意圖就可以看出,利用傾斜窗口技術,探測器可以完整的接收180范圍內的所有散射光(注意,散射光是沿光軸對稱分布的,故只需要獲取0-180度范圍的散射光即可。)傾斜窗口技術嚴格來說主要目的并非以提高儀器量程,更重要的意義在于消除散射光盲區,從而提高測量數據的準確度和分辨率。但是在提高了儀器的分辨率后,自然而然的會使量程有所提高。與傾斜窗口技術相似的還有梯形窗口技術(參考下圖),運用的原理是一樣的,這里就不再單獨介紹。

      本文一共介紹了三種用簡單技術或者說是巧妙設計,它們的應用提高了激光粒度儀量程、精度,對粒度檢測技術的進步,作用是非常顯著。本文的目的主要不在于介紹具體的詳盡技術知識來幫助大家解決實際問題,更在意的是提供一種思路。工程領域很多的技術難題,如果單純從原理上去尋求突破,往往會事倍功半。借鑒以上幾個成功的工程技術改進方案,我們會發現創新思維有時常常能幫助我們擺脫復雜技術的困擾,獲得事半功倍的效果。

(粉體圈 作者:敬之)

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