喷雾激光粒度仪原理

喷雾激光粒度仪基于激光散射原理实现颗粒动态分析，其核心原理与系统架构可总结如下：

一、基本原理

激光散射现象‌

激光束通过喷雾颗粒时，颗粒对入射光产生散射作用，散射光强度及角度分布与颗粒粒径直接相关。大颗粒散射光角度较小且信号强，小颗粒散射光角度较大且信号弱。

数学模型反演‌

通过测量散射光的角度分布与强度，结合Mie理论或Fraunhofer衍射模型（适用于＞5μm颗粒），反算出颗粒粒径分布。

例如：夫琅和费衍射模型通过平行光路设计优化大颗粒测量精度。

二、系统组成

‌激光发生器‌-发射高稳定性激光（如氦氖激光器），波长通常为632.8nm-需保持光路清洁以避免信号干扰

‌光学探测系统‌-多级环形阵列探测器覆盖三维散射信号，最高支持165°广角采集-数字信号经18位模数转换器处理后输入算法系统

‌数据处理系统‌-采用自适应噪声抑制算法优化信号矩阵，支持D10/D50/D90等统计参数生成及实时粒度分布图显示-部分设备集成摄像头自动对中系统，提升采样精度

三、工作流程

‌样品分散‌

高压气流或超声波分散技术确保喷雾颗粒均匀分布于测量区，避免团聚影响精度。

信号采集‌

探测器捕捉动态散射光信号，配合高速采样技术实现微秒级响应，适用于瞬态喷雾场分析。

反演计算‌

基于光强-角度矩阵构建反演方程，通过最小二乘法或正则化算法求解颗粒分布曲线。

四、关键技术特点

非接触测量‌：避免传统筛分法对样品的物理干扰；

宽动态范围‌：支持1μm至30000μm粒径检测，覆盖气溶胶至高压雾滴场景；

实时分析能力‌：采样速率达kHz级别，可捕捉喷雾瞬态变化过程。

五、误差控制

光学校准‌：定期使用标准粒子校准光路偏移；

环境控制‌：恒温恒湿条件下运行，减少外部振动干扰。

通过上述原理与技术的协同作用，喷雾激光粒度仪在医药雾化、工业喷涂、环境监测等领域实现了高精度动态粒度分析。