全自動干法激光粒度儀基于“激光散射與衍射原理”設(shè)計,核心依賴光的散射特性與顆粒粒徑的對應(yīng)關(guān)系,通過準(zhǔn)確捕捉散射光信號并分析,換算出顆粒粒度分布,結(jié)構(gòu)復(fù)雜且技術(shù)成熟,關(guān)鍵在于干法分散效果與信號檢測精度。
(一)核心結(jié)構(gòu)組成
設(shè)備主要由激光光源模塊、干法分散模塊、光學(xué)檢測模塊、信號處理模塊、控制系統(tǒng)及樣品回收模塊構(gòu)成。激光光源模塊采用半導(dǎo)體激光器或氦氖激光器,發(fā)射高強度、高穩(wěn)定性的單色激光,為散射檢測提供穩(wěn)定光源;干法分散模塊是核心特色,由進料裝置、分散氣路、振動器組成,通過壓縮空氣(或惰性氣體)產(chǎn)生高速氣流,將團聚顆粒打散,同時振動器輔助進料,確保顆粒均勻分散后進入檢測區(qū)域。
光學(xué)檢測模塊含傅里葉透鏡、光電探測器陣列,傅里葉透鏡將不同角度的散射光聚焦,探測器陣列(多通道)準(zhǔn)確捕捉不同角度的散射光信號,角度覆蓋范圍越廣,小粒徑與大粒徑顆粒的檢測精度越高;信號處理模塊搭載專用算法,將光信號轉(zhuǎn)化為電信號,再通過米氏散射理論或瑞利散射理論換算為粒度分布數(shù)據(jù);控制系統(tǒng)采用觸摸屏與嵌入式軟件,支持參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)實時顯示、報告導(dǎo)出;樣品回收模塊可收集檢測后的樣品,減少物料浪費,適配貴重樣品檢測場景。
(二)工作原理
全自動干法激光粒度儀的核心原理基于“顆粒粒徑與散射光角度的負(fù)相關(guān)關(guān)系”:當(dāng)激光束照射到均勻分散的顆粒上時,會發(fā)生散射現(xiàn)象,顆粒粒徑越大,散射光角度越??;顆粒粒徑越小,散射光角度越大,且散射光強度與顆粒數(shù)量、粒徑存在固定對應(yīng)關(guān)系。
工作時,操作人員將干粉樣品放入進料裝置,設(shè)定分散氣壓、檢測時間、粒徑范圍等參數(shù),設(shè)備啟動后,干法分散模塊通過高速氣流將樣品打散,避免顆粒團聚,形成均勻的顆粒氣溶膠,隨氣流進入檢測區(qū)域。激光束穿過顆粒氣溶膠時,不同粒徑的顆粒產(chǎn)生不同角度的散射光,光學(xué)檢測模塊的探測器陣列同步捕捉全角度散射光信號,將其轉(zhuǎn)化為電信號傳輸至處理模塊。處理模塊通過專業(yè)算法,結(jié)合散射理論模型,對信號進行分析運算,換算出不同粒徑顆粒的占比的,生成粒度分布曲線、累計分布表等數(shù)據(jù),最后自動導(dǎo)出檢測報告,整個流程無需人工干預(yù),實現(xiàn)全自動準(zhǔn)確分析。
相比濕法激光粒度儀、篩分法、沉降法等顆粒分析方式,全自動干法激光粒度儀在樣品適配、分析效率、檢測精度等方面具備優(yōu)勢,契合干粉顆粒的檢測需求。
一是專屬干粉適配,無二次污染。無需液體分散介質(zhì),從根源上避免樣品受潮、溶解、污染,同時無需處理廢液,既適配易溶于液體、怕潮的特殊樣品,又符合綠色環(huán)保理念,尤其適合醫(yī)藥、食品等對純度要求高的行業(yè)。
二是分析高效快速,適配批量檢測。全流程自動化運行,單次檢測耗時3-5分鐘,遠超篩分法的數(shù)小時,可實現(xiàn)批量樣品連續(xù)檢測,大幅提升實驗室分析效率與生產(chǎn)線質(zhì)控速度。
三是檢測精度高,數(shù)據(jù)可靠。采用全角度探測器陣列與準(zhǔn)確散射理論,檢測范圍寬、精度高,能捕捉到微量細顆粒與粗顆粒,數(shù)據(jù)重復(fù)性好,同時可避免濕法分散不均導(dǎo)致的誤差,為品質(zhì)管控提供可靠數(shù)據(jù)。
四是操作便捷,維護成本低。自動化程度高,操作人員經(jīng)簡單培訓(xùn)即可上手,無需復(fù)雜樣品前處理;設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化,日常維護僅需清潔分散氣路、探測器,更換過濾裝置,維護成本可控。