激光粒度分析仪基于颗粒对激光的散射特性反演粒径分布,其光路系统与样品分散单元是决定测量精度与重复性的核心模块。
光路系统核心技术要点
典型光路由激光发射模块、光束整形模块、样品散射区及多角度探测模块构成。激光器产生单色相干光束后,经空间滤波与准直透镜组转化为均匀平行光照射测量区。颗粒产生的散射光由傅里叶透镜收集,该透镜将相同散射角的光聚焦至探测器同一半径位置,实现角空间到位置空间的线性映射。探测器采用同心环阵列结构,各环带独立接收特定角度范围的散射光能量。当颗粒直径减小时,散射光分布范围扩大,光能分布峰值随之外移,由此可反演粒度分布。光路系统的核心在于确保光轴对准精度与信号信噪比,傅里叶透镜需严格满足f·θ线性关系并控制场曲与色差。
样品分散单元核心技术要点
分散单元分为干法与湿法两类,设计逻辑均围绕“打破团聚、保持单颗粒状态”展开。干法模块采用高压气流分散技术,通过文丘里管形成负压吸入颗粒,腔体内扰流板与分级环利用速度梯度、颗粒碰撞及壁面碰撞实现分散,适配易溶于水或怕潮的样品。湿法模块则以液体为分散介质,通过循环泵驱动悬浮液流动,配合超声波空化效应破坏微小团聚体,同时设置温度控制系统避免超声产热影响稳定性。湿法分散适用于黏附性强、细小或吸湿性颗粒,可通过添加适量表面活性剂增强分散效果。进样方式上,干法采用定量给料配合负压吸样,湿法采用蠕动泵进样与循环回流,均需控制遮光度以保证散射信号既具有足够信噪比又避免复散射。