噴霧激光粒度儀是一種專門用于測量噴霧液滴或霧狀粉末粒度分布的儀器。采用激光散射原理,通過對噴霧液滴或霧狀粉末散射光的測量和分析,精確地確定其粒度大小和分布情況。該儀器廣泛應用于農藥噴霧、醫藥霧化、燃油噴霧、消防水霧、各種霧化劑生產、航空發動機等燃燒效率產品的研究,以及科研院校等領域。
噴霧激光粒度儀的工作原理基于激光散射原理。儀器通過激光束照射到噴霧液滴或霧狀粉末上,這些顆粒會對激光進行散射,散射光的角度和強度與顆粒的大小和分布密切相關。儀器收集并分析這些散射光信號,利用米氏散射理論反演計算被測顆粒的粒度分布。
一、基本工作原理
1.激光散射現象:當一束激光穿過噴霧場時,懸浮在氣流中的顆粒會使激光發生散射現象。這些散射光攜帶了顆粒大小和分布的重要信息。
2.數學模型反演:通過測量散射光的角度分布與強度,結合Mie理論或Fraunhofer衍射模型(適用于>5μm顆粒),反算出顆粒粒徑分布。
3.系統組成
激光發生器:發射高穩定性激光(如氦氖激光器),波長通常為632.8nm,需保持光路清潔以避免信號干擾。
光學探測系統:多級環形陣列探測器覆蓋三維散射信號,最高支持165°廣角采集。數字信號經18位模數轉換器處理后輸入算法系統。
數據處理系統:采用自適應噪聲抑制算法優化信號矩陣,支持D10/D50/D90等統計參數生成及實時粒度分布圖顯示。部分設備還集成攝像頭自動對中系統,提升采樣精度。
4.工作流程
樣品分散:高壓氣流或超聲波分散技術確保噴霧顆粒均勻分布于測量區,避免團聚影響精度。
信號采集:探測器捕捉動態散射光信號,配合高速采樣技術實現微秒級響應,適用于瞬態噴霧場分析。
反演計算:基于光強角度矩陣構建反演方程,通過最小二乘法或正則化算法求解顆粒分布曲線。
二、優點
1.高精度與高靈敏度:能夠實時測量和記錄數據,并具備智能軟件支持,實現數據的自動分析和處理,大大提高了工作效率。
2.非接觸式測量:不會對樣品造成任何破壞或污染,這使得它可以用于測量各種敏感材料和生物樣品,拓寬了其應用范圍。
3.適用范圍廣:適用于各種類型的噴霧顆粒,包括液體噴霧、固體粉末噴霧等,可以測量不同粒度范圍的顆粒,從納米級到毫米級都能進行準確測量。
4.寬動態范圍:支持1μm至30000μm粒徑檢測,覆蓋氣溶膠至高壓霧滴場景。
5.實時分析能力:采樣速率達kH級別,可捕捉噴霧瞬態變化過程。
