激光粒度仪作为一种新型的粒度测试仪器,已经在其它粉体加工与应用领域得到广泛的应用。它的特点是测试速度快、重复性好、准确性好、操作简便。对提高产品质量、降低能源消耗有着重要的意义。
一、激光粒度仪的原理
激光粒度仪是根据颗粒能使激光产生散射这一物理现象测试粒度分布的。由于激光具有很好的单色性和极强的方向性,所以在没有阻碍的无限空间中激光将会照射到无穷远的地方,并且在传播过程中很少有发散的现象。如图1所示。
米氏散射理论表明,当光束遇到颗粒阻挡时,一部分光将发生散射现象,散射光的传播方向将与主光束的传播方向形成一个夹角θ,θ角的大小与颗粒的大小有关,颗粒越大,产生的散射光的θ角就越小;颗粒越小,产生的散射光的θ角就越大。即小角度(θ)的散射光是有大颗粒引起的;大角度(θ1)的散射光是由小颗粒引起的,如图2所示。进一步研究表明,散射光的强度代表该粒径颗粒的数量。这样,测量不同角度上的散射光的强度,就可以得到样品的粒度分布了。
为了测量不同角度上的散射光的光强,需要运用光学手段对散射光进行处理。我们在光束中的适当的位置上放置一个富氏透镜,在该富氏透镜的后焦平面上放置一组多元光电探测器,不同角度的散射光通过富氏透镜照射到多元光电探测器上时,光信号将被转换成电信号并传输到电脑中,通过专用软件对这些信号进行处理,就会准确地得到粒度分布了,如图3所示。
二、水煤浆及其粒度分布特点
水煤浆作为一种具有流动性的洁净代油燃料,具有浓度高、粒度细、流动性好,燃烧效率高、环保节能、存储安全等优点。已经广泛应用于工业锅炉、电站锅炉和工业炉窑。除电站、钢厂、炼化等企业的大型燃烧设备外,愈来愈多的中小型锅炉(20吨以下)也开始燃用水煤浆。考虑到我国的能源结构和现实国情,政府正大力鼓励水煤浆产业的发展,国家计委《中国洁净煤技术"九五"计划和2010年发展纲要》、国家经贸委《节约和替代燃料油"十五"规划》和国家环境保护总局《国家环境保护"十五"计划》中均将水煤浆技术的应用和推广....