在工業制造、環境監測、醫藥研發等領域的精密生產與科研活動中,噴霧技術扮演著關鍵角色。從農業植保的農藥噴灑到汽車發動機的燃油噴射,從制藥行業的吸入式藥物制備到環保領域的廢氣處理,噴霧的粒徑分布直接影響著工藝效率、產品質量與生態安全。
全自動噴霧激光粒度儀的核心原理基于光散射理論。當一束高穩定性激光穿透噴霧場時,懸浮的液滴或顆粒會與光子發生相互作用,產生散射現象。大顆粒因表面積大,散射光強度高且角度集中;小顆粒則因表面積小,散射光強度弱且角度分散。通過捕捉散射光的角度分布與強度變化,結合米氏散射理論或夫瑯禾費衍射模型,儀器可反推出顆粒的粒徑分布。例如,在制藥領域,吸入式藥物的霧滴粒徑需嚴格控制在1-5微米范圍內,以確保藥物能有效沉積在肺部靶區。激光粒度儀通過分析散射光信號,可精準識別這一粒徑區間的顆粒占比,為工藝優化提供數據支撐。
為實現高精度測量,儀器需攻克兩大技術難題:一是光路穩定性,二是信號處理效率。現代設備采用進口大功率光纖激光器,波長穩定在635納米,配合大口徑鍍膜鏡頭與三鏡頭濾波技術,可有效消除環境光干擾,確保光路純凈度。在信號處理環節,16位模數轉換器與高速采集主板的組合,使采樣頻率突破10kHz,可實時捕捉噴霧場的瞬態變化。
全自動噴霧激光粒度儀的應用場景已滲透至工業生產的每一個環節。在農業領域,無人機噴灑農藥的效率提升依賴于對霧滴粒徑的精準控制。過大的霧滴易滾落葉片,導致藥液浪費;過小的霧滴則易飄移至非目標區域,造成環境污染。通過激光粒度儀的實時監測,可動態調整噴嘴壓力與藥液濃度,使霧滴中位徑(D50)穩定在150-200微米區間,既保證覆蓋均勻性,又提升農藥利用率。
能源領域的應用同樣廣泛。在燃煤發電廠,煤粉的燃燒效率與粒徑分布密切相關。粒徑過粗的煤粉燃燒不充分,易產生一氧化碳等污染物;粒徑過細則易被氣流攜帶,導致飛灰含碳量升高。全自動噴霧激光粒度儀可實時監測磨煤機出口的煤粉粒徑,指導運行人員調整磨煤機加載力與通風量。