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測試測量

激光粒度分析儀性能評價指標介紹

網絡 來源:科學時報2011-08-04 我要評論(0 )   

以往的粒度分析方法通常采用篩分或沉降法。常用的沉降法存在著檢測速度慢(尤其對小粒子)、重複性差、對非球型粒子誤差大、不適用於(yu) 混合物料、動態範圍窄等缺點。隨著...

以往的粒度分析方法通常采用篩分或沉降法。常用的沉降法存在著檢測速度慢(尤其對小粒子)、重複性差、對非球型粒子誤差大、不適用於(yu) 混合物料、動態範圍窄等缺點。隨著激光衍射法的發明,粒度丈量完全克服了沉降法所帶來的弊端,大大減輕了勞動強度及加快了樣品檢測速度(從(cong) 半小時縮短到了1分鍾)。

激光衍射法丈量粒度大小基於(yu) 以下事實:即小粒子對激活的散射角大,大粒子對激光的散射角小。通過散射角的大小丈量即可換算出粒子大小。其依據的光學理論為(wei) 米氏理論和弗朗霍夫理論。其中弗霍理論為(wei) 大顆粒米多理論的近似,即忽略了米氏理論的虛數子集,並且假定顆粒不透明;並忽略光散射係統和吸收係統,即設定所有分散劑和分散質參數均為(wei) 1,因此數學處理上要簡單得多,對有色物質和小粒子誤差也大得多。同樣,近似的米氏理論對乳化液也不適用。

另外,根據瑞利散射定律,散射光的光強與(yu) 顆粒直徑的六次方成正比,與(yu) 散射光的光源波長的四次方成反比,這意味著顆粒直徑減少10倍,散射光強將減弱100萬(wan) 倍。而光源波長越短,散射光強度越高。

再者,由於(yu) 小粒子散射角大,而主檢測器麵積有限,一般隻能接受到最多45度角的散射光(即大於(yu) 0.5微米的料子)。那麽(me) ,如何檢測小粒子,如何克服小粒子光散射能量低,超出主檢測器範圍的問題,就成為(wei) 評價(jia) 激光分析技術的關(guan) 鍵。

所以,判定激光粒度分析儀(yi) 的優(you) 劣,主要看其以下幾個(ge) 方麵:

1. 粒度丈量範圍

粒度範圍寬,適合的應用廣。不僅(jin) 要看儀(yi) 器所報出的範圍,而是看超出主檢測麵積的小粒子散射(<0.5μm)如何檢測。最好的途徑是全範圍直接檢測,這樣才能保證本底扣除的一致性。不同方法的混合測試,再用計算機擬合成一張圖譜,肯定會(hui) 帶來誤差。

2. 激光光源

一般選用2mW激光器,功率太小則散射光能量低,造成靈敏度低;另外,氣體(ti) 光源波的穩定性小於(yu) 固體(ti) 光源。

3. 檢測器

由於(yu) 激光衍射光環半徑越大,光強越弱,極易造成小粒子信噪比降低而漏栓,所以對小粒子的分布檢測能體(ti) 現儀(yi) 器的好壞。檢測器的發展經曆了圓形,半圓形和扇形幾個(ge) 階段。

4. 通道數

激光粒度分析儀(yi) 不存在通道的概念,它實際為(wei) 檢測受光麵積數,它有一個(ge) 理論與(yu) 實際的最優(you) 化值﹕偏少﹕接受的散射光不充分,正確度差;偏多﹕靈敏度太高,導致重現性差。

為(wei) 彌補采樣速度的缺陷,一些廠家使用更多的通道,以損失重現性而達到靈敏度要求,所以,丈量時間會(hui) 在20秒或1分鍾以上。

5. 是否使用完全的米氏理論

由於(yu) 米氏理論非常複雜,數據處理量大,所以有些廠家忽略顆粒本身折光和吸收等光學性質,采用近似的米氏理論,造成適用範圍受限製、漏檢幾率增大等問題。

6. 正確性和重複指標

這個(ge) 指標越高越好,應采用NIST標準粒子檢測。

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