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折反式激光粒度测量方法

魏永杰 王清 李慧 葛婷婷 王浩然

魏永杰, 王清, 李慧, 葛婷婷, 王浩然. 折反式激光粒度测量方法[J]. 应用光学.
引用本文: 魏永杰, 王清, 李慧, 葛婷婷, 王浩然. 折反式激光粒度测量方法[J]. 应用光学.
WEI Yongjie, WANG Qing, LI Hui, GE Tingting, WANG Haoran. Refract-reflect laser particle size measurement method[J]. Journal of Applied Optics.
Citation: WEI Yongjie, WANG Qing, LI Hui, GE Tingting, WANG Haoran. Refract-reflect laser particle size measurement method[J]. Journal of Applied Optics.

折反式激光粒度测量方法

基金项目: 河北省重点研发计划项目(20326602D)
详细信息
    作者简介:

    魏永杰(1971—),男,博士,教授,主要从事颗粒测量与表征、光学及光谱技术理论与应用、精密光机电系统研究。E-mail:yj.wei@163.com

  • 中图分类号: TH744

Refract-reflect laser particle size measurement method

  • 摘要: 激光粒度仪因其快速、非接触等优点被广泛应用于各领域的粒度分布测量,但颗粒散射光的角分布与粒度大小关系复杂。为了获得不同粒度下的相对精度一致,会造成粒度分布测量范围小、无法满足宽分布粒度测量要求等问题。根据Mie散射近似的菲涅尔原理,提出采用折反式光路,将颗粒散射信号由分光镜分成两束,经两组组合式镜头和2个光电探测器分别采集透射和反射的散射信号,将信号组合后反演得到颗粒粒度分布,从而提高可测粒度范围。采用两种标准粒子及其混合物进行了实验,结果表明,单种标准粒子测量结果的体积中位径D50的测量相对误差都不大于7.9%;对混合粒子也能够得到正确的峰值分布。
  • 图  1  折反式激光粒度仪光路示意图

    Fig.  1  Optical path diagram of catadioptric laser particle size analyzer

    图  2  接收装置结构图

    Fig.  2  Structure diagram of receiving device

    图  3  单分散标准粒子光能分布图

    Fig.  3  Light energy distribution diagram of monodisperse standard particles

    图  4  混合标准粒子的光能分布图

    Fig.  4  Light energy distribution diagram of mixed standard particles

    图  5  混合标准粒子的粒度分布图

    Fig.  5  Particle size distribution diagram of mixed standard particles

    表  1  单分散的标准粒子测量结果

    Table  1  Measurement results of monodisperse standard particles

    样品GBW(E)120049GBW(E)120025
    测量值/μm105.016.3
    104.916.3
    106.116.4
    105.016.2
    105.016.4
    参考值/μm104.815.1
    $\overline {{{\text{D}}_{\text{i}}}} $/μm105.216.3
    Δ/%0.47.9
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-02-23
  • 修回日期:  2023-07-03
  • 网络出版日期:  2023-09-15

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