Лазерный анализатор

Введение

Лазерные дифракционные анализаторы позволяют решать множество фундаментальных и прикладных задач определения размеров частиц в различных отраслях науки и промышленности: почвоведении, геологии, экологии, физической географии, а также в различных отраслях промышленности: сельском хозяйстве, горнодобывающей и цементной промышленности, строительстве,инженерной геологии, мелиорации, химической промышленности.

Принцип работы

В лазерных гранулометрических анализаторах, работающих через определение распределения частиц по размерам посредством лазерной дифракции, используется физический принцип рассеяния и диффракции электромагнитных волн. Конструкция анализатор состоит из лазерного модуля, направленного через измерительную ячейку на детектирующий модуль. При помощи диспергирующего устройства ввода анализируемые частицы подаются в измерительную ячейку и проходят сквозь камеру, куда подается лазерный луч. Свет, рассеянный пропорционально размеру частиц, через линзу фокусируется и направляется на детектор. По распределению рассеянного света на пластинке детектора при помощи специальной комплексной математики и рассчитывают распределение частиц по их размерам. В результате получают объемные доли, соответствующие эквивалентным диаметрам частиц при лазерной дифракции.

лазерный анализатор размеров частиц

Описание метода

Для измерения больших частиц размером до 3000 мкм с высокой точностью и хорошей чувствительностью желательно использовать хорошо фокусированный длинноволновой источник лазерного освещения и расположить его недалеко от центра детектора. Для анализа небольших микрочастичек размером до 0,01 мкм лучше использовать коротковолновой лазерный источник света для получения лучшей чувствительности детектирования. Отраженный рефлекторный сигнал от небольших микрочастиц даст возможность анализировать диаметры частиц в зависимости от длины волны, а не абсолютный диаметр частиц. К примеру, можно сравнивать отраженный сигнал от частиц 0,04 и 0,06 микрометров, которые незначительно отличаются линейными размерами. Отраженный обратный сигнал, полученный с использованием лазерного света (длина волны порядка 650 нм), не покажет разницы, вне зависимости от угла расположения детектирующего модуля. Но если использовать полупроводниковый лазер (с длиной волны около 405нм), разница в размерах частиц может быть определена однозначно, даже если будет всего 20 нм. Таким образом, для разных технологических задач возможно использование лазерных источников различных длин волн, что позволит создать прибор, который способен работать в широком диапазоне размеров частиц и с хорошей достаточной точностью. Метод работает так, что необходмио отслеживать количество и интенсивность света от каждого лазерного источника и настроить баланс для каждого измерения, а также расположить все сенсоры и детекторы так, чтобы области анализа перекрывались, предоставляя возможность непрерывного анализа достаточно широкого динамического диапазона (порядка 0,01-3000 мкм).

Во время измерения размеров частиц методом отраженного лазерного света, прибор (лазерный анализатор) фиксирует корреляционную зависимость между интенсивностями и углами отклонения света от анализуируемых частиц, после чего подсчитывая размеры частиц по теории Ми. При уменьшении размеров частиц, интенсивность сигналов перестает изменяться на детекторующих модулях, которые воспринимают входящий луч с информацией, и, к примеру, для микрочастиц диаметром в несколько микрометров и меньше, становиться очень важно детектировать отраженный сигнал света с боков и позади лазерного источника света. Как правило, оптическая схема в лазерных анализаторах размеров частиц использует метод получения траектории отраженного луча (по анализу расстояния от ячейки до детекторов), что примерно в 4 раза длиннее, чем использовалось ранее, а площадь центра кольца сенсоров в 4 раза больше, что обеспечивает возможность достижения лучшей сенситивности анализ разницы в сигналах недавлеко от центра детекторов. Детекторующий модуль для проходящего лащерного пучка света в центре равномерно делится на 4 сектора за счет современных высокоточных технологий, позволяя настроить некоторое положение, установленное настройками оптической оси анализатора для измерения пробы. Время измерения образца достаточно короткое, позволяя выполнить анализ, пока достигнута стабильность оптической оси. В итоге можно добиться повышения верхнего предела измерений до 3000 мкм. Стоит особо подчеркнуть важность настройки стабильности положения оптических осей анализатора, поскольку это обеспечивает точность и воспроизводимость результатов анализа. Положение детекторов выбирается таким способом, чтобы можно было максимизировать размер рабоей камеры и минимизировать эффекты рассеяния света.

Применение

Лазерные анализаторы размеров частиц имеют широкий диапазон применения — от научно-исследовательских работ до контроля качества:

• Катализатор
• Керамика
• Химико-механическое полирование
• Косметика
• Продукты питания
• Металлические порошки
• Нанопокрытия
• Пигменты
• Исследование и разработка наночастиц

Для улучшения этой статьи желательно?: Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное. Исправить статью согласно стилистическим правилам Википедии. Викифицировать статью. Проставить интервики в рамках проекта Интервики. Проверить статью на грамматические и орфографические ошибки.

В этой статье отсутствует вступление. Пожалуйста, допишите вводную секцию, кратко раскрывающую тему статьи.

Связать^?

На эту статью не ссылаются другие статьи Википедии. Пожалуйста, воспользуйтесь подсказкой и установите ссылки в соответствии с принятыми рекомендациями.