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由激光粒度仪散射理论发展史探知它的工作原理
来源:英雄联盟盘口投注 点击次数:1435 发布时间:2016-10-08

激光粒度仪散射理论的发展历史:
激光粒度仪主要依据Fraunhofer 衍射和Mie散射两种光学理论。

散射理论的研究开始于上一世纪的70年代。1871年,瑞利(Lord Rayleigh)首先提出了的瑞利散射定律,并用电子论的观点解释了光散射的本质。瑞利散射定律的适用条件是散射体的尺寸要比光波波长小。1908年,米氏(G. Mie)通过电磁波的麦克斯韦方程,解出了一个关于光散射的严格数学解,得出了任意直径、任意成分的均匀粒子的散射规律,这就是的米氏理论。1957年, H. C. Van de Hulst 出版了关于微小粒子光散射现象的专著,总结了粒子散射的普遍规律,受到科技界人士的广泛注意,这本专著被认为是光散射理论领域的经典文献。1969年,M . Kerker 系统论述了光及电磁波散射的一般规律,为散射理论的进一步发展做出了贡献。1983年,C. F. Bo hren ,O. R. Huff man综合前人的成果,又发表了关于微小粒子对光散射及吸收的一般规律,更全面地解释了光的各种散射现象。至此,散射理论的体系建立起来了。

1976年J . Swit henbank 等人利用米氏理论在时( d为散射粒子的直径,λ为光波波长)的近似式 ——夫琅和费(Franhofer)衍射理论发展了激光粒度仪,开辟了散射理论在计量测试中的又一新领域。由于光散射法适用范围宽,测量时不受颗粒光学特性及电学特性参数的影响,因此在随后的三十年时间内已成为粒度计量中zui为重要的方式之一。

激光粒度仪的工作原理:
当光线通过不均匀介质时,会发生偏离其直线传播方向的散射现象,它是由吸收、反射、折射、透射和衍射的共同作用引起的。散射光形式中包含有散射体大小、形状、结构以及成分、组成和浓度等信息。因此,利用光散射技术可以测量颗粒群的浓度分布与折射率大小,还可以测量颗粒群的尺寸分布。
由激光器(一般为He-Ne激光器或半导体激光器)发出的光束。经空间滤波器和扩束透镜后,得到了一个平行单色光束,该光束照射到由分散系统传输过来的颗粒样品后发生散射现象。研究表明,散射光的角度和颗粒直径成反比,散射光强随角度的增加呈对数衰减。这些散射光经傅立叶透镜后成像在排列有多环光电探测器的焦平面上。多环探测器上的中央探测器用来测定样品的体积浓度,外围探测器用来接收散射光的能量并转换成电信号,而散射光的能量分布与颗粒粒度分布直接相关。通过接收和测量散射光的能量分布就可以反演得出颗粒的粒度分布特征。

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