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在線激光粒度分析儀的結構和原理

更新時間:2019-05-10點擊次數(shù):3154

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(tài)等諸多因素的影響,只要將待測樣品均勻地展現(xiàn)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(tǒng)、物料稀釋系統(tǒng)及激光測量系統(tǒng)三大部分組成。其與常規(guī)離線的激光粒度粒度分析的區(qū)別主要在于采樣和稀釋不同。
 

  采樣系統(tǒng):
 

  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(tǒng),管道二是生產(chǎn)線的旁路。當系統(tǒng)發(fā)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(tǒng):
 

  結合使用預稀釋器和級聯(lián)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(tài)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(nèi)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(lián)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(lián)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(qū)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(lián)稀釋器內(nèi)部的文氏管噴更有效分散顆粒使測量數(shù)據(jù)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(nèi)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(jù)Mie理論,光碰到圓形的粒子時發(fā)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(shù)據(jù)。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(jù)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(nèi)就能測量小亞微米(約0.1μm),大數(shù)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(xiàn)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(xiàn)實時監(jiān)測產(chǎn)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(shù)據(jù)趨勢比較平穩(wěn),分析穩(wěn)定性較好。數(shù)據(jù)分析具有一定的代表性。隨著工業(yè)生產(chǎn)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(yè)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(guī)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(yè)標準出臺。

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