水煤浆激光粒度仪的研制和应用

替快速挤压、恢复来使样品流动的。由于循环过程中外力不直接与颗粒接触，所以不会对颗粒造成任何影 响。它的流量达到2000ml/分钟，最大的水煤浆颗粒也不会沉淀在管路中。超声波分散器直接固定在容积为800ml的水池底部，配以功率50W、频率40KHZ的驱动电路,仅三分钟就会使水煤浆颗粒处于良好的分散状态。

由直流电机和特制的叶片组成的搅拌器，将使水池中的样品时时刻刻处于均匀悬浮状态，保证输送到仪器中的样品均匀一致。测试窗是由石英玻璃制成，具有良好的光学特性，耐磨擦耐腐蚀，拆卸和安装极为方便。排放装置是由特殊设计的控制阀和相应的管路组成，操作方便、安全可靠、绝不漏水。

2、拓宽仪器的测试范围。常见的激光粒度仪的测试范围一般在300um以下，随着粉体超细化趋势的增长，激光粒度仪的测试范围也在向超细方向发展。而水煤浆激光粒度仪在测试范围上的主要矛盾则恰恰相反，就是要保证对粗端颗粒进行有效测量，测试上限必须大于700um。通过反复试验和计算，我们设计了大口径长焦距的富氏透镜和回折式光学系统，使测试范围达到0.68-951um，在此范围内的散射信号都能够被有效接收，这样的粒度范围完全满足水煤浆的粒度测试需要。

3、大功率的激光器与高灵敏度的光电探测器阵列。由于水煤浆颗粒对光的吸收特性强，散射信号弱，要使散射信号达到一定的强度并有效接收，必须提高入射光的强度，提高光电探测器的灵敏度。为此我们选用了大功率半导体激光器，该激光器的功率是一般激光粒度仪所用激光器的5倍。

同时研制成功了具有76个光电探测器的高灵敏度的光电探测器阵列。该器件采用大规模集成电路的制造工艺，在同一个硅片上通过多次光刻而成，这样不仅保证了光电探测器的灵敏度，而且在线性范围内每个光电探测器的线性度完全一致。不仅如此，由于采用多达76个光电接收器阵列，是仪器的分辨率大大提高。

4、精密三维自动对焦系统和长寿命的激光器。激光粒度仪是一种精密的光学仪器。光电探测器的中心点直径只有150um。光电探测器就分布在该中心点外不同半径的同心圆上。因此对焦系统稍有偏移，极强的汇聚光束就将照射在靠近圆心的光电探测器上，光电探测器将处于饱和状态，无法接收有效的散射信号。在此状态下进行测试，将产生错误的测试结果。为此我们研制了精密三维自动对焦系统。该系统包括步进电机、执行机构、控制软件等组成。步进电机的控制精度小于10um，可以在电脑控制下随时矫正焦点的偏差，使系统始终处于最佳状态。

激光器是激光粒度仪的关键部件。该器件的质量、性能、寿命对整个系统有着至关重要的影响。本系统所采用的激光器为半导体激光器，它的寿命是一般氦-氖激光器的4倍，并且不需要预热，功耗低，可连续长时间工作，因此大大降低了仪器的故障率。

5、软件系统。激光粒度仪的关键在于如何将散射信号还原成粒度信息。这个还原过程就是软件的运行过程。本仪器的软件全程采用米氏散射理论，充分考虑颗粒的吸收特性，仪器背景、样品浓度等因素，得到的分析数据具有很好的真实性。此外，通过该软件可以实时监测测量过程，可直观察测量过程中样品浓度、粒度、分散状态的变化情况。还具有结果存储、查询、比较、合并、编辑、删除、帮助等功能功能。打印报告单具有中、英文六种不同的格式，内容包括区间粒度分布数据与直方图、累计粒度分布数据与曲线、典型粒径值(如D3、D10、D25、D50、D75、D84、D90、D97、D98)等等。报告单的格式、版面、颜色、字体可以根据需要任意编辑。系统采用串行信号通讯方式，仪器可以与任何型号的与IBM兼容的电脑相连。

四、BT-2002型水煤浆专用激光粒度仪的性能指标

1、基本指标与性能

(1) 测定范围：0.68-951微米。
(2) 重复性误差：<= ±4%（测标样时D50值的均方差）。
(3) 测定时间：3分钟/次。
(4) 样品浓度(遮光率)：30%-60%。
(5) 电压AC220伏，电流5安培，功耗1000瓦，体积1000×330×330毫米，重量60千克。

2、测试对象

(1) 各种水煤浆、各种煤粉；
(2) 各种粒度较粗的其它粉体产品，如各种火药、各种催化剂、各种化工原料与产品以及非金属矿产品等。

3、基本特点:

(1) 采用进口大功率半导体激光器，单色性好，寿命长。由特殊设计的大口径长焦距富氏透镜等组成的精密光学准值系统，配合多达76通道多元光电接收器阵列，使测量范围达到0.68-951微米完全适合水煤浆的粒度检测与控制。

(2) 采用精密三维自动对焦系统与控制软件，单步调节精度仅10微米。实现在电脑控制下自动完成多元光电探测器阵列中心与