喷雾激光粒度仪是一种专门用于测量喷雾液滴或雾状粉末粒度分布的仪器。采用激光散射原理,通过对喷雾液滴或雾状粉末散射光的测量和分析,精确地确定其粒度大小和分布情况。该仪器广泛应用于农药喷雾、医药雾化、燃油喷雾、消防水雾、各种雾化剂生产、航空发动机等燃烧效率产品的研究,以及科研院校等领域。
喷雾激光粒度仪的工作原理基于激光散射原理。仪器通过激光束照射到喷雾液滴或雾状粉末上,这些颗粒会对激光进行散射,散射光的角度和强度与颗粒的大小和分布密切相关。仪器收集并分析这些散射光信号,利用米氏散射理论反演计算被测颗粒的粒度分布。
一、基本工作原理
1.激光散射现象:当一束激光穿过喷雾场时,悬浮在气流中的颗粒会使激光发生散射现象。这些散射光携带了颗粒大小和分布的重要信息。
2.数学模型反演:通过测量散射光的角度分布与强度,结合Mie理论或Fraunhofer衍射模型(适用于>5μm颗粒),反算出颗粒粒径分布。
3.系统组成
激光发生器:发射高稳定性激光(如氦氖激光器),波长通常为632.8nm,需保持光路清洁以避免信号干扰。
光学探测系统:多级环形阵列探测器覆盖三维散射信号,最高支持165°广角采集。数字信号经18位模数转换器处理后输入算法系统。
数据处理系统:采用自适应噪声抑制算法优化信号矩阵,支持D10/D50/D90等统计参数生成及实时粒度分布图显示。部分设备还集成摄像头自动对中系统,提升采样精度。
4.工作流程
样品分散:高压气流或超声波分散技术确保喷雾颗粒均匀分布于测量区,避免团聚影响精度。
信号采集:探测器捕捉动态散射光信号,配合高速采样技术实现微秒级响应,适用于瞬态喷雾场分析。
反演计算:基于光强角度矩阵构建反演方程,通过最小二乘法或正则化算法求解颗粒分布曲线。
二、优点
1.高精度与高灵敏度:能够实时测量和记录数据,并具备智能软件支持,实现数据的自动分析和处理,大大提高了工作效率。
2.非接触式测量:不会对样品造成任何破坏或污染,这使得它可以用于测量各种敏感材料和生物样品,拓宽了其应用范围。
3.适用范围广:适用于各种类型的喷雾颗粒,包括液体喷雾、固体粉末喷雾等,可以测量不同粒度范围的颗粒,从纳米级到毫米级都能进行准确测量。
4.宽动态范围:支持1μm至30000μm粒径检测,覆盖气溶胶至高压雾滴场景。
5.实时分析能力:采样速率达kH级别,可捕捉喷雾瞬态变化过程。
