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關(guān)于光學(xué)粒子計(jì)數(shù)器的原理

更新時(shí)間:2018-01-16   點(diǎn)擊次數(shù):1200次

    光學(xué)粒子計(jì)數(shù)器是利用丁達(dá)爾現(xiàn)象(Tyndall Effect)來檢測(cè)粒子。一束明亮的光照在空氣或霧中的灰塵上,所產(chǎn)生的散射就是丁達(dá)爾現(xiàn)象。

 何為丁達(dá)爾效應(yīng)?

   丁達(dá)爾效應(yīng)是用John Tyndall的名字命名的,通常是膠體中的粒子對(duì)光線的散射作用引起的。 當(dāng)折射率變化時(shí),光線就會(huì)發(fā)生散射。這就意味著在液體中,汽泡對(duì)光線的散射作用和固體粒子是一樣的。

    米氏理論(Mie Theory)描述了粒子對(duì)光的散射作用。在粒子計(jì)數(shù)器中,米氏理論重要的結(jié)果以及它對(duì)光散射的預(yù)測(cè)都與之相關(guān)。當(dāng)粒子尺寸比光的波長(zhǎng)要小得多的時(shí)候,光散射主要是朝著正前方。而當(dāng)粒子尺寸比光波長(zhǎng)要大得多的時(shí)候,光散射則主要朝直角和后方方向散射。

光的散射與粒子尺寸的關(guān)系
    光可以看做是沿著傳播方向進(jìn)行垂直振蕩的波。這一振蕩方向就是所謂的偏振。入射光的偏振非常重要。在以前的例子里,光的散射是在入射光的偏振平面內(nèi)進(jìn)行測(cè)量的。 粒子尺寸在5μm時(shí)的散射情況類似;而具有偏振現(xiàn)象,粒子尺寸在0.3μm時(shí)的散射情況有很大不同。由于用對(duì)數(shù)表示,變化不到十倍的,都看不到了。

垂直平面的散射作用

    散射光的強(qiáng)度隨著頻率的改變而變化:較短的波長(zhǎng)意味較強(qiáng)的散射。在其他條件都相同的情況下,藍(lán)光的散射強(qiáng)度大約是紅光的10倍。大部分粒子計(jì)數(shù)器采用的都是近紅外或紅色激光;直到近,這還都是符合經(jīng)濟(jì)效益的選擇。藍(lán)色氣體和半導(dǎo)體激光器價(jià)格都很貴;而且半導(dǎo)體激光器的使用壽命也很短。

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