在線激光粒度分析儀的結構和原理

激光粒度儀是通過顆粒的衍射或散射光的空間分布(散射譜)來分析顆粒大小的儀器，采用Furanhofer衍射及Mie散射理論，測試過程不受溫度變化、介質黏度，試樣密度及表面狀態等諸多因素的影響，只要將待測樣品均勻地展現于激光束中，即可獲得準確的測試結果。其中，在線激光粒度分析儀由一般由采樣系統、物料稀釋系統及激光測量系統三大部分組成。其與常規離線的激光粒度粒度分析的區別主要在于采樣和稀釋不同。
 

　　采樣系統：
 

　　水和漿料會同時流過取樣閥兩條管道，管道一接著粒度測量系統，管道二是生產線的旁路。當系統發出采樣信號時，取樣閥會旋轉180度，從管道二取出一部分樣品進入了管道一，被輸送到下一個部件–稀釋器。為保證取樣的代表性，每次采樣閥動作5次，即采5個2.5ml的樣品，再進行稀釋測量。
 

　　稀釋系統：
 

　　結合使用預稀釋器和級聯稀釋器。預稀釋器是一個裝有氣動攪拌器以及用于控制稀釋狀態的液位傳感器的容器。漿料樣品自動地注入預稀釋罐進行步的稀釋，樣品通過罐內的攪拌器自動混合，高低位傳感器自動地控制預稀釋罐的填充和清空。級聯稀釋器以同軸文氏管為基礎，沒有運動部件，可以同時稀釋和同時分散。聯稀釋器的設計使用了流體力學模型軟件。每個文氏管的動力來自于外部的供水，當通過文氏管區域的時候流體的速度增加。能加入額外的文氏管來增加稀釋率。兩個稀釋儀均可進行自我清理，以便大限度地減少任何應用中的稀釋液用量。級聯稀釋器內部的文氏管噴更有效分散顆粒使測量數據準確可靠，防止稀釋休克。
 

　　激光粒度儀的測量基本原理是：當粒子流通過光學測量池時探測器收集特定時刻特定范圍內的散射光，通過大量的掃描并對結果取平均值，得到具有代表性的散射模式。根據Mie理論，光碰到圓形的粒子時發生散射，如果知道粒徑和粒子的光學特性，如折光率和吸光度，就能夠地預測光的散射模式。每種尺寸的離子具有它自身的特征散射模式，就象指紋一樣，沒有一個是重復的。從這一理論反推，確定一系列粒子的散射模式，就可以得到這個系列的粒徑及各種粒子所占比例，即粒度分布。
 

　　在線激光粒度儀具有如下的性能特點：
 

　　1.能給出極為詳盡的粒度分布數據。包括粒度分布表、粒度分布曲線、中位徑、平均粒徑、邊界粒徑(能根據用戶需求界定粒度分布范圍)。
 

　　2.測量范圍大，能覆蓋的整個粒度范圍。在一個量程內就能測量小亞微米(約0.1μm)，大數百微米的粉體粒度。
 

　　3.測量速度快。測量一個樣品只需3分鐘左右，相當快捷。操作方便?，F場安裝完畢后，可在計算機上進行遠程操作。
 

　　在線激光粒度儀可實現實時監測產品的粒度，具有操作簡單、快速、準確的特點，在漿料性質變化不大的條件下，在線分析數據趨勢比較平穩，分析穩定性較好。數據分析具有一定的代表性。隨著工業生產對粒度檢測實時性和速度的要求越來越高，在線激光粒度儀的研究和應用也日益廣泛。
 

　　關于在線的粒度檢測標準，冶金行業已有YB/T 4605-2017《燒結礦在線自動采樣、制樣、粒度分析及轉鼓強度測定》和YB/T 4547-2016《焦炭在線自動采樣、制樣、粒度分析及機械強度測定技術規范》，但所用的方法都為篩分法。在線激光散射/衍射法相關粒度檢測尚無國家及行業標準出臺。