濕法激光粒度分析儀的經(jīng)典光路由發(fā)射、接收和測量窗三部分組成。發(fā)射部分由光源和光束處理器組成,發(fā)射部分主要為儀器提供單色平行光作為照明光。接收器是儀器光學(xué)結構中的關(guān)鍵。測量窗的主要作用是讓樣品以分散的懸浮狀態(tài)通過(guò)測量區,使儀器能夠獲得樣品的粒度信息。
接收器由傅里葉鏡和光電探測器陣列組成。所謂的傅里葉鏡選擇,是針對物側在無(wú)窮大,圖像側在后焦平面的情況,以消除像差。激光粒子解析器的光學(xué)結構為光學(xué)傅里葉變換系統,即系統的觀(guān)測面為系統的后焦面。因為光在焦平面上的光強分布等于物體的光幅分布函數的數學(xué)傅里葉變換的模數的平方,即物體的光幅分布譜。激光粒度分析儀將探測器放置在透鏡的后焦平面上,所以平行光在同一傳播方向上的平行光會(huì )集中在探測器上進(jìn)行同聲傳譯。探測器由若干個(gè)以光軸為中心的同心環(huán)組成,每個(gè)同心環(huán)都是一個(gè)獨立的檢測單元。這樣的探測器也叫環(huán)形光探測器陣列,簡(jiǎn)稱(chēng)為光探測器陣列。
經(jīng)過(guò)聚焦、低通濾波和準直后,濕法激光粒度分析儀的激光光束經(jīng)過(guò)聚焦、低通濾波和準直后,成為直徑為8-25毫米的平行光。當平行光束碰到測量窗口中的顆粒時(shí),會(huì )散射。經(jīng)過(guò)傅立葉透鏡后,散射角相同的光被聚焦在檢測器的相同半徑上。檢測單元輸出的光電信號代表了在一定角度范圍內的散射光能量,各單元輸出的信號構成了散射光能量分布。雖然散射光的強度分布總是中心大,邊緣小,但由于檢測單元的面積總是內小外大,所以測得的光能分布的峰值值一般都在中心和邊緣之間的一個(gè)單元上。當粒子直徑變小時(shí),散射光的分布范圍變大,光能分布的峰值值也向外移動(dòng)。因此,不同大小的顆粒對應著(zhù)不同的光能分布。反之,由測得的光能分布可以計算出樣品的粒徑分布。
測量的下限是濕法激光粒度分析儀的重要技術(shù)指標。光學(xué)結構的改進(jìn),基本上是為了擴大測量下限或小顆粒段的分辨率。其基本思路是擴大散射光的測量范圍和精度,或降低照明光的波長(cháng),其基本思路是增加散射光的測量范圍。