Testador de partículas laserUsado principalmente para medir o tamanho de partículas do material e a distribuição de partículas, é o instrumento de análise de partículas mais comumente usado em análise inorgânica, análise orgânica e bioanálise. Seu princípio é baseado na dispersão do laser, que determina a distribuição de tamanho das partículas na amostra medindo a intensidade e o ângulo da luz dispersa. Este instrumento tem as vantagens de alta precisão, medição rápida, ampla gama de medição e fácil operação.

O princípio do teste de tamanho de partículas a laser é usar o laser para dispersar as partículas na amostra, medindo a intensidade e o ângulo da luz dispersa para calcular o tamanho e a distribuição das partículas. Especificamente, quando a amostra é injetada no instrumento, o raio laser irradia sobre as partículas da amostra e se espalha. A luz dispersa é coletada pelo sistema de coleta e projetada para o detector depois de focada pelo dispositivo óptico. O detector mede a intensidade e o ângulo de dispersão da luz e transmite os dados para o computador para análise e processamento. De acordo com a teoria de Mie e a lei da dispersão da luz, a distribuição de tamanho das partículas na amostra pode ser calculada.

　　Testador de partículas laserComponentes:

Sistema óptico (núcleo)

Este é o "coração" do instrumento, responsável pela geração de feixes de laser e pela coleta de sinais de luz dispersos.

Fonte de Luz (Laser):

Função: Emite um laser monocromático de alta intensidade, alta coerência e comprimento de onda estável (laser He-Ne com comprimento de onda comum de 633nm ou laser semicondutor de 405nm / 650nm).

Requisitos: boa qualidade do feixe, potência estável, ângulo de dispersão pequeno.

Caminho óptico (optical path):

Espelho de expansão de feixe (Beam Expander): expande o feixe laser original para formar um feixe quase direto de alto grau de paralelidade, irradiando uniformemente a área da amostra.

Lente de Fourier: localizada atrás da piscina de amostras para focar a luz dispersa em diferentes ângulos no detector no plano focal. Sua distância focal determina o alcance da medição do instrumento.

Filtro espacial: geralmente contém um furo de agulha para filtrar a luz dispersa e a difração de alto nível no feixe de laser para obter um feixe de base puro.

Sistema de Detecção (Detector System):

Função: Receber e quantificar o sinal laser disperso pelas partículas.

Composição: uma matriz de plano focal composta por detectores fotoeletrônicos multianel e multicanal.

Detector central: recebe luz transmitida não dispersa (para o cálculo da concentração da amostra).

Detector de anel externo: composto por vários aneis concêntricos e áreas setoriais que recebem sinais de luz de diferentes ângulos de dispersão, respectivamente. A luz dispersa de pequenas partículas é concentrada em um pequeno ângulo para a frente e recebida pelo canal de pequeno ângulo do anel externo; A luz dispersa de partículas grandes é distribuída em ângulos mais amplos, incluindo grandes ângulos frontais e laterais, e é recebida por grandes ângulos de anel externo e canais laterais.

Função: converter o sinal óptico em sinal elétrico e fazer a resolução espacial por ângulo.

Sistema de amostragem (crítico)

Responsável pela introdução de amostras de partículas a serem testadas em um estado de dispersão única no feixe de luz.

Câmara de amostras (Sample Cell):

Função: para acomodar a amostra, o raio laser atravessa esta área para irradiar as partículas.

Material: geralmente de quartzo ou vidro óptico de alta qualidade, garantindo transmitência de luz e inercia química.

Tipo:

Unidade de dispersão úmida: a mais comum. Contém uma piscina de circulação em que a amostra é suspensa em um líquido (geralmente água ou solvente orgânico).

Unidade de dispersão seca: para amostras de pó, o pó é disperso através do fluxo de ar (ar comprimido ou nitrogênio) e soprado através do feixe de luz.

Sistemas de distribuição e circulação (exclusivamente para métodos úmidos):

Sonda/Banho Ultrasônico: Aplica energia ultrasônica para reunir partículas dispersas para obter a dispersão de partículas individuais.

Agitar: mantém a uniformidade da suspensão da amostra para evitar a deposição de partículas.

Bomba de circulação: impulsiona a circulação da suspensão na piscina de amostras e na tubulação para garantir a representatividade da medição.

Amostrador (opcional):

O amostrador automático permite medições sem vigilância de múltiplos lotes de amostras para aumentar o fluxo.

Sistemas de controle eletrônico

Responsável pela operação coordenada e processamento de sinais de todos os componentes do instrumento.

Placa de circuito principal:

Controle os parâmetros de partida e parada de interruptores a laser, ultra-som, agitação, bombas, válvulas e outros componentes.

Amplificação de sinal e cartão de captação:

Os sinais elétricos fracos emitidos pelo detector são amplificados, filtrados e convertidos em sinais digitais (conversão A/D) para serem transmitidos ao computador.

Módulo de alimentação:

Fornece uma fonte de energia estável para laser, bomba, ultra-som, circuito de controle, etc.

Sistema de software (cérebro)

Responsável pelo processamento, análise, exibição e geração de relatórios de dados.

Software de controle de instrumentos:

Fornece uma interface de usuário para definir parâmetros de medição (como tempo de ultra-som, velocidade de agitação, opacidade, tempo de medição), iniciar/parar a medição e monitorar o estado do instrumento.

Algoritmo de inversão de dados:

Função principal: com base nos dados de distribuição angular da intensidade da luz dispersa coletados pelo detector, aplicar a teoria da dispersão de Mie ou a teoria da difração de Fraunhofer para realizar cálculos matemáticos inversos complexos para obter a distribuição do tamanho das partículas (distribuição de volume, distribuição de quantidade, etc.).

É necessário inserir parâmetros ópticos como a refração e a absorção da amostra e do meio disperso.

Software de análise e relatório de dados:

Mostra a distribuição do tamanho das partículas (histograma, distribuição cumulativa).

Calcular e relatar os valores das características: D10, D50 (média), D90, tamanho médio das partículas, área da superfície, etc.

Comparação de dados, análise estatística e geração de modelos de relatórios.

V. Componentes auxiliares

Casco e rack:

Fornece suporte mecânico para proteger contra a luz externa e interferências eletromagnéticas para garantir a estabilidade do ambiente de medição.

Sensor de temperatura (opcional):

Monitore a temperatura da amostra, pois a temperatura afeta a viscosidade e a taxa de refração do meio disperso.

Sistema automático de pareamento médio (modelo D alto):

Certifique-se de que o feixe laser atravesse com precisão o centro da piscina de amostras para melhorar a precisão e a repetibilidade da medição.