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單顆粒光學(xué)傳感技術(shù)原理

 更新時(shí)間:2016-01-05  點(diǎn)擊量:3487
     經(jīng)過(guò)光感區(qū)域的粒子由于大小不同,光強(qiáng)隨之產(chǎn)生相應(yīng)的變化。將探測(cè)器收集的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào),不同的電壓信號(hào)對(duì)應(yīng)不同的粒徑大小,從而得到微粒的粒徑。單顆粒光學(xué)傳感技術(shù)(SPOS)將光消減和光散射兩種物理作用有機(jī)的結(jié)合起來(lái),通過(guò)光消減獲得較大的動(dòng)態(tài)粒徑范圍,通過(guò)光散射增加對(duì)小粒子的靈敏度,成為一項(xiàng)技術(shù)。

       單顆粒光學(xué)傳感技術(shù)(SPOS)對(duì)粒子的信號(hào)響應(yīng)方式是信號(hào)與特定粒子相對(duì)應(yīng)的。信號(hào)為每一粒子相應(yīng)產(chǎn)生的一定強(qiáng)度的脈沖,而不需要進(jìn)行轉(zhuǎn)化。粒徑分布圖中的信號(hào)直接來(lái)自于每次一個(gè)粒子的快速檢測(cè)(< 10,000/sec)。以SPOS為基礎(chǔ)的AccuSizer 780粒徑檢測(cè)系統(tǒng)(Particle Sizing Systems, Santa Barbara, CA)對(duì)濃縮混懸液進(jìn)行自動(dòng)稀釋(),以確保粒徑在量程范圍內(nèi)的粒子(> 0.5 µm)逐個(gè)通過(guò)光學(xué)傳感器,因而避免粒子重疊并在粒徑分布圖中產(chǎn)生假象。AccuSizer 780中的傳感器通過(guò)兩種不同性質(zhì)的物理作用()—光消減(light extinction, LE)與光散射(light scattering, LS)對(duì)通過(guò)傳感器的粒子進(jìn)行測(cè)定。

       光消減技術(shù)檢測(cè)通過(guò)流動(dòng)池的光強(qiáng)變化,擁有檢測(cè)粒子的粒徑范圍廣且與粒子組份無(wú)關(guān)等優(yōu)點(diǎn)。然而,它的靈敏度有限,對(duì)于通過(guò)橫切面為400×1000µm 的流動(dòng)池所能檢測(cè)到的小粒子粒徑為1.3µm。另一方面,光散射技術(shù)具有相對(duì)窄的動(dòng)態(tài)粒徑范圍 (取決于檢測(cè)器 / 放大器的飽和值),但能檢測(cè)到0.5µm粒徑的粒子,使用大功率激光光源還能檢測(cè)到粒徑更小的粒子。通過(guò)合并光消減和光散射響應(yīng)信號(hào),傳感器可同時(shí)擁有這兩種方法的優(yōu)點(diǎn),因而在不損失單粒子分辨率巨大優(yōu)勢(shì)的前提下?lián)碛邢鄬?duì)較廣的動(dòng)態(tài)粒徑范圍 (即0.5~400 µm) 。

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