在材料科學、制藥、化工等領(lǐng)域,激光衍射粒度分析儀能夠快速、精準地測量從納米到毫米級顆粒的粒徑分布。其良好性能的背后,是多個精密部件協(xié)同工作的成果。了解激光衍射粒度分析儀各部件的功能特點,才能真正駕馭這一分析儀器。

1、激光光源
激光光源通常采用高穩(wěn)定性氦氖激光或半導體激光器,波長多為632.8nm或405nm。其核心特點是單色性好、方向性強、相干性高,確保入射光束均勻穩(wěn)定,為精確散射提供基礎(chǔ)。
2、樣品分散系統(tǒng)
無論是干法還是濕法進樣,分散系統(tǒng)都至關(guān)重要。濕法系統(tǒng)通過超聲和攪拌使顆粒充分懸浮于液體中,避免團聚;干法系統(tǒng)則利用氣流剪切力將粉末分散。其設(shè)計目標是實現(xiàn)顆粒的單體化、均勻化,確保測量代表性。
3、測量區(qū)與傅里葉透鏡
當激光穿過分散的顆粒群,發(fā)生衍射現(xiàn)象,形成特定的散射光斑。傅里葉透鏡負責將不同角度的散射光聚焦到探測器上,實現(xiàn)“角度-位置”的精確映射。其光學設(shè)計決定了儀器的測量范圍與分辨率。
4、多元探測器陣列
位于焦平面上的環(huán)形或弧形光電探測器陣列,接收來自不同散射角的光信號。內(nèi)環(huán)捕捉大顆粒的前向小角度散射光,外環(huán)捕獲小顆粒的大角度散射信息。高密度探測單元可提升數(shù)據(jù)采集精度,增強對復雜分布的分辨能力。
5、反演算法與軟件系統(tǒng)
原始光強信號需通過米氏(Mie)理論或夫瑯禾費理論進行數(shù)學反演,轉(zhuǎn)換為粒度分布。現(xiàn)代軟件不僅提供多種模型選擇,還能自動優(yōu)化折射率、吸收系數(shù)等參數(shù),并生成直觀的分布圖與統(tǒng)計結(jié)果。