關(guān)于激光粒度儀你要知道的事

        有多種粒度檢測(cè)方法。常用的方法有篩分法、顯微鏡法、沉降法、光刻膠法、電阻法、透氣性法、X射線小角散射法等。激光粒度儀是應(yīng)用*廣泛的方法之一。具有操作簡(jiǎn)單、測(cè)試速度快、測(cè)試范圍廣、重復(fù)性和精度好等優(yōu)點(diǎn)，可用于在線測(cè)量和干式測(cè)量。對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗、控制環(huán)境污染、保護(hù)人類健康具有重要意義。

激光粒度儀作為一種成熟的粒度檢測(cè)儀器，已廣泛應(yīng)用于粉體加工、應(yīng)用和研究等領(lǐng)域。它具有測(cè)試速度快、測(cè)試范圍廣、重復(fù)性和真實(shí)性好、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。

今天小普就和大家一起討論它的發(fā)展歷史、檢測(cè)原理和結(jié)構(gòu)，讓激光粒度儀更簡(jiǎn)單。 （如果看完文章，覺(jué)得有小普沒(méi)有提到的知識(shí)點(diǎn)想聽(tīng)，或者不同意小普文章中的任何觀點(diǎn)，歡迎留言。）

一、激光粒度儀的基本結(jié)構(gòu)和原理

激光粒度儀主要由激光器、樣品池、光學(xué)系統(tǒng)、信號(hào)放大和A/D轉(zhuǎn)換裝置、數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)組成。目前，激光粒度儀的技術(shù)已逐漸發(fā)展成熟。近年來(lái)，基礎(chǔ)創(chuàng) 新很少出現(xiàn)，但技術(shù)創(chuàng) 新仍在不斷涌現(xiàn)，行業(yè)相關(guān)應(yīng)用研究也十分活躍。

激光粒度儀是根據(jù)光衍射現(xiàn)象設(shè)計(jì)的。當(dāng)光通過(guò)粒子時(shí)，會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象（本質(zhì)是電磁波與物質(zhì)的相互作用）。衍射光的角度與粒子的大小成反比。當(dāng)不同大小的粒子通過(guò)激光束時(shí)，衍射光會(huì)落在不同的位置，位置信息反映了粒子的大?。划?dāng)相同大小的粒子通過(guò)激光束時(shí)，衍射光會(huì)落在相同的位置。衍射光強(qiáng)度的信息反映了樣品中相同尺寸顆粒的百分比。

激光衍射法是利用一系列光敏探測(cè)器，測(cè)量不同角度位置的粒徑的衍射光強(qiáng)度，利用衍射模型，通過(guò)數(shù)學(xué)反演，進(jìn)而得到樣品的粒徑分布.通過(guò)位置檢測(cè)器接收到的衍射光強(qiáng)度，得到相應(yīng)粒徑的百分比含量。

2“激光粒度儀”的使用

1. 準(zhǔn)備安裝儀器和分散液體（氣體）。

2. 樣品檢驗(yàn)、準(zhǔn)備、分散和樣品濃度檢查顆粒的粒徑范圍和形狀以及它們是否完全分散。

3. 測(cè)量（選擇合適的光學(xué)型號(hào)）。

4. 誤差來(lái)自診斷系統(tǒng)的測(cè)量誤差（偏差），可能來(lái)自不正確的樣品系統(tǒng)。制備的理論假設(shè)、偏離顆粒和/或由于不當(dāng)操作和儀器操作。

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“激光粒度儀”應(yīng)用

基于光散射理論的激光粒度儀已廣泛應(yīng)用于粉末冶金、薄膜、隔膜材料、催化劑、絕緣材料、潤(rùn)滑劑、超導(dǎo)體、無(wú)線電技術(shù)等行業(yè)，涉及化工、醫(yī)藥、食品、建材等工業(yè)領(lǐng)域并且發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。激光粒度分析儀可直接測(cè)量不同時(shí)間、不同地點(diǎn)的大氣中煙塵含量，從而獲得大氣中煙塵時(shí)空分布圖，對(duì)解決環(huán)境污染和污染問(wèn)題具有一定的指導(dǎo)作用。全球氣候預(yù)測(cè)。近年來(lái)，水電部門的大氣污染、金屬氧化物、河流巡查等都成為激光粒度儀應(yīng)用的新焦點(diǎn)。

1、激光粒度儀在醫(yī)藥行業(yè)的應(yīng)用

一般隨著粒徑的減小，粒徑細(xì)小均勻，比表面積增大，孔隙率增大，吸附增強(qiáng)，溶解度增強(qiáng)，親和力變大，化學(xué)反應(yīng)速率增大，提高了藥 物的溶出度，有效成分在胃液中能更好地分散溶解，與胃黏膜的接觸面積變大，更容易被胃腸道吸收，從而提高**效果。

對(duì)于水溶性較好的普通原料藥，一般采用濕式激光粒度儀。但由于藥 物種類繁多，當(dāng)面對(duì)一些水溶性較差或難以分散在常用分散介質(zhì)中的藥 物時(shí)，可考慮使用干式激光粒度儀進(jìn)行檢測(cè)。

2.用于建筑材料的生產(chǎn)

水泥的粒度分布如何對(duì)混凝土的強(qiáng)度有很大的影響。粒度分布的測(cè)量對(duì)*終產(chǎn)品的質(zhì)量控制、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗有很大的影響。水泥生產(chǎn)的實(shí)時(shí)控制，需要激光粒度儀等監(jiān)測(cè)儀器，保證數(shù)據(jù)輸出的連續(xù)性，保證質(zhì)量的可靠性。

3.用于空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)

空氣污染主要是顆粒污染物。飛塵的交替特性使其形成霧、煙、塵等氣溶膠，會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生很大的影響?？捎眉す饬６确治鰞x測(cè)量不同時(shí)間、不同地點(diǎn)的大氣中煙塵含量，得到大氣中煙塵時(shí)空分布圖，從而控制各地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，發(fā)揮在解決環(huán)境污染和全球氣候預(yù)測(cè)方面有一定的作用。引導(dǎo)作用。

4、用于江河湖泊水質(zhì)監(jiān)測(cè)

近年來(lái)，各部門致力于河湖治理。使用激光粒度儀測(cè)量水中金屬氧化物和固體顆粒的含量，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)是否達(dá)標(biāo)。同時(shí)，河流水泥砂含量也是一個(gè)重要指標(biāo)，對(duì)研究河口和沿海地區(qū)的水質(zhì)、地貌和環(huán)境具有重要意義。激光粒度分析儀的使用可以讓測(cè)量者獲得連續(xù)的變化曲線，有利于環(huán)境變化的分析。

5、激光粒度儀在水泥行業(yè)的應(yīng)用

如今，水泥廠傾向于研磨水泥以增加水泥的強(qiáng)度。事實(shí)上，水泥石的強(qiáng)度并不一定隨著水泥細(xì)度和成分的增加而增加。增加的水合活性增加。但顆粒越細(xì)，水合活性越高；初始強(qiáng)度發(fā)展速度隨著細(xì)度的增加而增加。在規(guī)范中，水泥細(xì)度通常用篩余物或比表面積來(lái)衡量。其實(shí)，除了以上指標(biāo)的控制外，粒度分布也是影響細(xì)度的重要因素。

05. 影響測(cè)試結(jié)果的7大因素

(1)復(fù)折射率

激光散射粒度測(cè)量的對(duì)象一般是微米級(jí)粒子，不能簡(jiǎn)單地看出這些粒子的光學(xué)常數(shù) 造粒材料的光學(xué)性質(zhì)是指粒子的復(fù)折射率n'，定義為：n'=n+ik。其中，n是通常所說(shuō)的折射率，虛部k表示光在介質(zhì)中傳播時(shí)光強(qiáng)衰減的速度，即吸收系數(shù)，有時(shí)也稱為吸收率。

復(fù)折射率的選擇是否合適直接影響粒度檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，但影響待測(cè)顆粒復(fù)折射率的因素很多，很難確定其準(zhǔn)確度值，到目前為止在激光粒度測(cè)量領(lǐng)域還沒(méi)有統(tǒng)一的方法來(lái)確定復(fù)折射率。在實(shí)際的粒度檢測(cè)過(guò)程中，對(duì)于同一種物質(zhì)，一般只采用固定的復(fù)折射率。這樣的測(cè)量結(jié)果必然會(huì)偏離樣品的真實(shí)值。然而，找到所有不同度數(shù)的粒子的復(fù)折射率是不現(xiàn)實(shí)的

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(2)折射率

米氏散射理論是麥克斯韋的電磁方程該組的嚴(yán)格解，激光檢測(cè)的前提是粉末顆粒呈球形且各向同性，大多數(shù)晶體在不同方向上具有不同的折射率。不同廠家設(shè)備中光能檢測(cè)器的數(shù)量、空間分布、靈敏度的不同，也會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果的差異。

(3)內(nèi)置算法

由于光強(qiáng)分布的不同，不同粒度儀廠家使用的軟件內(nèi)置算法不同，導(dǎo)致系數(shù)矩陣的計(jì)算結(jié)果存在差異，給反演帶來(lái)不同程度的誤差。

(4) 內(nèi)外復(fù)折射率

球形石英粉和其他顆粒在高溫環(huán)境中燃燒形成。由于需要成球，還需要熔化轉(zhuǎn)化為非晶態(tài)或非晶態(tài)，其技術(shù)難度非常高。因此，在生產(chǎn)過(guò)程中，一些無(wú)定形熔融石英包裹在結(jié)晶石英上，熔融石英中含有空心氣泡。這種粒子稱為雙層粒子，粒子內(nèi)外的復(fù)折射率不同，可能會(huì)造成激光測(cè)量的較大誤差。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，*大誤差可能超過(guò)50%。

(5)異常異常現(xiàn)象

一些研究人員發(fā)現(xiàn)，對(duì)于某些折射率下的某些粒徑范圍，隨著粒徑變小，散射光強(qiáng)度分布的主峰向檢測(cè)器內(nèi)部移動(dòng)。一般情況下，應(yīng)移到檢測(cè)器外，這會(huì)影響粒度檢測(cè)的結(jié)果。這種現(xiàn)象稱為散射光能量分布的異常運(yùn)動(dòng)。

(6) 分散狀態(tài)

在使用激光粒度儀的過(guò)程中，應(yīng)注意保證待測(cè)顆粒處于良好的分散狀態(tài)。目前市場(chǎng)上主流的激光粒度儀基本上有兩種分散方式：離心循環(huán)分散和超聲波分散。因此，對(duì)于此類儀器的用戶，不建議在測(cè)試前在機(jī)器外進(jìn)行分散，因?yàn)樵跓羞M(jìn)行分散后，當(dāng)溶液被引入循環(huán)槽時(shí)，很容易留下一些大的杯底有顆粒，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)錯(cuò)誤。在儀器中分散樣品時(shí)，注意根據(jù)物料性質(zhì)調(diào)整超聲波和離心循環(huán)分散的功率。過(guò)大容易產(chǎn)生氣泡，過(guò)小容易造成分散效果變差，大顆粒沉底。

(7)儀器的保養(yǎng)程度

激光粒度儀的維護(hù)保養(yǎng)程度對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響較大。激光粒度儀需要定期校準(zhǔn)和維護(hù)。在實(shí)際使用過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)一些樣品在測(cè)試過(guò)程中很容易附著在儀器的管道內(nèi)部，之后混入測(cè)試樣品中會(huì)造成測(cè)試誤差。還有儀器內(nèi)置的清洗功能很難解決這類問(wèn)題，需要在激光粒度測(cè)量中給予足夠的重視。