微納分享激光粒度測(cè)試的三大定律

來源：濟(jì)南微納顆粒儀器股份有限公司 2015年07月30日 13:47

沉降法的粒度測(cè)試原理--Stokes定律：

沉降法就是通過測(cè)量顆粒物在液體中的沉降速度來反映粉體粒度分布的一種方法。我們知道，在液體中大顆粒的沉降速度會(huì)快，小顆粒的沉降速度會(huì)慢。沉降速度跟粒徑的數(shù)量關(guān)系我們可以從Stokes定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式得到：在Stokes定律中我們可以看到，顆粒的沉降速度跟粒長(zhǎng)的平方成正比，可見在重力的沉降中顆粒越細(xì)沉降速度就會(huì)越慢。

比如在相同條件下的時(shí)候，兩個(gè)粒徑比會(huì)為10：1，那么這兩個(gè)顆粒的沉降速度之比為100:1。為了加快細(xì)顆粒的沉降速度，縮短測(cè)試時(shí)間，提高測(cè)試精度，許多沉降儀引入了離心沉降手段來加快細(xì)顆粒的沉降速度。

沉降法粒度測(cè)試原理--比爾定律：

從Stokes定律可知，只要測(cè)到顆粒的沉降速度，就可以得到該顆粒的粒徑了。在實(shí)際測(cè)量過程中，直接測(cè)量顆粒沉降速度是很困難的，因此在沉降法粒度測(cè)試過程中，常常用透過懸浮液的光強(qiáng)的變化率來間接地反映顆粒的沉降速度。那么，光強(qiáng)的變化率與粒徑之間的關(guān)系是怎樣的呢?比爾定律給出了某時(shí)刻的光強(qiáng)與粒徑之間的數(shù)量關(guān)系。

這樣我們就可以通過測(cè)試某時(shí)刻的光強(qiáng)來得到光強(qiáng)的變化率，再通過計(jì)算機(jī)的處理就可以得到粒度分布了

激光粒度測(cè)試原理：

由激光器發(fā)出的激光束，經(jīng)濾波、擴(kuò)束、準(zhǔn)值后變成一束平行光，在該平行光束沒有照射到顆粒的情況下，光束經(jīng)過富氏透鏡后將匯聚到焦點(diǎn)上。

當(dāng)通過某種特定的方式把顆粒均勻地放置到平行光束中時(shí)，激光將發(fā)生衍射和散射現(xiàn)象，一部分光將與光軸成一定的角度向外擴(kuò)散。理論與實(shí)踐都證明，大顆粒引發(fā)的散射光的散射角小，顆粒越小，散射光的散射角越大。這些不同角度的散射光通過富氏透鏡后將在焦平面上將形成一系列的光環(huán)，由這些光環(huán)組成的明暗交替的光斑稱為Airy斑。Airy中包含著豐富的粒度信息。簡(jiǎn)單地理解就是半徑大的光環(huán)對(duì)應(yīng)著較小的粒徑的顆粒，半徑小的光環(huán)對(duì)應(yīng)著較大粒徑的顆粒;不同半徑上光環(huán)的光能大小包含該粒徑顆粒的含量信息。這樣我們就在焦平面上安裝一系列光的電接收器，將這些由不同粒徑顆粒散射的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，再采用米氏散射理論通過計(jì)算機(jī)將這些信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，就可以得出粒度分布了。

濟(jì)南微納顆粒儀器股份有限公司——一直以“發(fā)展與普及當(dāng)代的顆粒測(cè)試技術(shù)"為己任，研制的濕法、干法、醫(yī)用噴霧、工業(yè)噴霧等系列的激光粒度測(cè)試設(shè)備，均代表了國(guó)內(nèi)同行業(yè)的zui高水平。

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