激光噴霧粒度儀是一種基于激光散射原理的高精度測量設備,專門用于分析噴霧、氣霧劑、粉霧劑等微小顆粒的尺寸分布及動態特性。其核心原理是當激光束照射到噴霧顆粒時,顆粒會對入射光產生散射作用,散射光的強度及角度分布與顆粒粒徑直接相關——大顆粒散射光角度小、信號強,小顆粒則相反。通過測量散射光的角度分布與強度,并結合Mie理論或Fraunhofer衍射模型(適用于>5μm顆粒),儀器可反算出顆粒的粒徑分布。
  該儀器具備顯著的技術優勢:測量范圍廣,可覆蓋0.1μm至30000μm的粒徑,滿足從氣溶膠到高壓霧滴的多場景需求;采樣速率高,達kHz級別,能捕捉噴霧的瞬態變化過程,實現實時分析;采用非接觸測量方式,避免了傳統篩分法對樣品的物理干擾,確保測量結果的真實性;同時,儀器經過防震處理,光路系統穩定,防塵設計延長了使用壽命。
  要獲得準確可靠的測量結果,掌握正確的使用技巧至關重要。以下是
激光噴霧粒度儀關鍵的使用技巧:
  一、測量前的準備與設置
  光學系統校準與清潔
  技巧:每次使用前,必須使用標準微粒(如乳膠球)對儀器進行校準,確保測量精度。特別重要的是保持發射和接收透鏡的絕對清潔。噴霧環境易產生飛濺或干涸殘留物,務必在測量前后用專用鏡頭紙和無水乙醇仔細擦拭透鏡表面。
  目的:避免灰塵或污漬散射激光,導致信號噪聲增大或測量失真。
  選擇合適的測試距離和角度
  技巧:根據噴霧類型(扇形、實心圓錐、空心圓錐)和噴霧速度,調整發射器和接收器之間的距離以及它們與噴霧軸線的夾角。通常遵循制造商推薦的“最佳測量區”(Focal Zone)。對于高速噴霧,可能需要更長的距離以保證液滴在測量區內充分分散。
  目的:確保激光束能完q覆蓋噴霧截面,且接收器能捕捉到所有衍射光,避免信號飽和或丟失。
  正確設置儀器參數
  技巧:
  折射率(Refractive Index)和吸收率(Absorption):根據被測液體的物理性質精確輸入。這是影響反演算法準確性的最關鍵參數之一。
  分散介質(Dispersion Medium):通常為“空氣”。
  遮光度(Obscuration):這是一個核心指標,表示激光束被遮擋的程度。理想的遮光度范圍通常在5%-15%之間。過高(>20%)會導致多重散射,使結果偏大;過低(<2%)則信噪比差,數據不穩定。通過調節噴霧壓力、稀釋氣體流量或改變測量距離來控制遮光度。
  采樣時間/平均次數:對于不穩定的噴霧,應設置較長的采樣時間或較高的平均次數,以獲得更具代表性的平均粒徑分布。
  二、噴霧條件的優化
  穩定噴霧源
  技巧:確保供液泵、氣源(如果是氣助式噴嘴)的壓力和流量高度穩定。任何波動都會直接反映在粒徑測量結果上。建議使用穩壓閥和緩沖罐。
  目的:獲得重復性好、可信度高的數據。
  避免干擾和背景噪聲
  技巧:
  在暗室或避光環境下操作,防止環境光干擾探測器。
  確保測量區域無強氣流(如空調風、人員走動),以免擾動噴霧形態。
  如果測量高溫噴霧(如火焰噴霧),需評估熱輻射對探測器的影響,必要時使用濾光片或冷卻裝置。
  考慮液滴蒸發
  技巧:對于易揮發性液體(如酒精、溶劑),液滴在飛行過程中會因蒸發而變小。測量點應盡可能靠近噴嘴出口,以獲取z接近實際霧化效果的數據。同時,在報告結果時需注明測量位置,并意識到數據反映的是該位置的狀態,而非源頭。
  三、測量過程中的操作
  實時監控與調整
  技巧:在測量過程中,密切觀察軟件界面上的原始信號(散射光能分布圖)和遮光度。如果信號出現異常(如某一級別信號突然歸零或飽和),或遮光度超出理想范圍,應立即暫停,檢查并調整實驗條件。
  目的:及時發現問題,避免采集大量無效數據。
  多點測量與代表性
  技巧:單次測量只能反映噴霧場中一個截面的情況。為了全面了解噴霧特性,應在不同的軸向距離(離噴嘴遠近)和徑向位置(噴霧邊緣到中心)進行多點測量。
  目的:構建完整的噴霧場三維粒徑分布圖。
  四、數據解讀與后處理
  理解輸出結果
  技巧:熟練掌握儀器輸出的各種粒徑參數的意義,如Dv10,Dv50(中位徑),Dv90,平均粒徑、體積分布、數量分布等。注意區分是按體積還是按數量統計的結果。
  目的:正確解讀數據,用于指導工藝優化。
  定期維護與保養
  技巧:建立定期維護計劃,包括清潔光學部件、檢查電纜連接、備份校準數據等。長期不用時,應妥善存放,避免潮濕和灰塵。
