納米激光粒度儀應用較為廣泛的粒度檢測設備。它的測試原理是依據(jù)光的散射現(xiàn)象:光在行進過程中遇到顆粒時,將有一部分偏離原來的傳播方向,這種現(xiàn)象稱為光的散射或者衍射。顆粒尺寸越小,散射角越大;顆粒尺寸越大,散射角越小。激光粒度儀就是根據(jù)光的散射現(xiàn)象測量顆粒大小的。
一、進樣系統(tǒng)的循環(huán)、分散效能波動
這個環(huán)節(jié)導致的數(shù)據(jù)漂移比較隱蔽,所以容易被忽視。樣品循環(huán)系統(tǒng)使用的介質(zhì)特性、介質(zhì)流速(干法儀器而言則是氣壓和氣流量)、超聲分散設備的工況、水泵轉(zhuǎn)速這幾個要點會明顯影響測試數(shù)據(jù),需要細心關注。應對這些問題的主要辦法或者方法如下:
關注測試用水的質(zhì)量,特別是那些以自來水為介質(zhì)的用戶。
干法儀器用戶則需定期檢查和維護保養(yǎng)空壓機,空氣過濾裝置,收塵裝置。保證分散樣品的高壓空氣質(zhì)量。
關注超聲分散設備功率輸出是否正常。
觀察進樣器的運轉(zhuǎn)情況,發(fā)現(xiàn)有轉(zhuǎn)速波動情況,及時維護。
二、鏡頭和測試窗口玻璃污染
光學儀器的鏡頭污染是常見故障。激光粒度儀作為粉體檢測設備,常常會面對多塵環(huán)境,測試窗口鏡片則是會直接接觸粉體樣品的光學器件。聚焦透鏡或者準直透鏡等光學鏡片受到使用環(huán)境中的浮塵污染或者發(fā)生霉菌污染,會使純凈的測量光束產(chǎn)生雜散光。這些雜散光會混入樣品的散射光中干擾測試;測量窗口鏡片上的污染物則會直接產(chǎn)生較強的散射光。
因此,光學鏡片污染是激光粒度儀測試結(jié)果漂移的首要元兇。應對辦法主要是盡量讓儀器處于干燥無塵的工作環(huán)境。經(jīng)常按照操作規(guī)程清洗鏡片,保證光學鏡片的清潔。
三、激光光路偏移
激光器是會發(fā)熱的器件,工作周期內(nèi),它們會周而復始的發(fā)熱-降溫-發(fā)熱。任何物體都會有熱脹冷縮現(xiàn)象,幾何尺寸會隨溫度變化而變化。而激光粒度儀光路裝配精度要求非常高,隨著儀器使用周期延長,光路幾乎不可避免的會出現(xiàn)偏移現(xiàn)象。光路偏移,會導致測量光束光能衰減、探測器排布角度發(fā)生漂移,從而導致測量數(shù)據(jù)漂移。
應對這個問題主要靠儀器制造商從儀器設計上盡量減少出現(xiàn)光路偏移的可能性,同時定期校準光路也是非常重要的辦法。
四、測量參數(shù)、測量條件變動
分析模型、樣品測量參數(shù)、測試環(huán)境(例如濕度、測試介質(zhì)溫度等)都有可能影響測試數(shù)據(jù)。我們首先要保證測試的分析模型、樣品測量參數(shù)(特別是樣品折射率)選擇正確。測試環(huán)境的影響,視不同樣品和儀器工作環(huán)境不同,影響也差別很大,很難簡單舉例說明。需要具體情況具體分析。
五、光電探測器及其放大電路參數(shù)漂移
這類問題應該屬于儀器制造質(zhì)量水平問題,一般來說任何電子電路和光電探測器都有工況漂移問題,差別只是漂移量不同。這類問題通常儀器用戶自己是無法解決的,需要儀器制造商對儀器進行專門的電路工況系數(shù)校準。某些高水平的儀器,能夠自行校準自身電路工況漂移。
納米激光粒度儀采用動態(tài)光散射原理,其測試方法具有不破壞、不干擾納米顆粒體系原有狀態(tài)的特點,從而保證了測試結(jié)果的真實性和有效性。
納米激光粒度儀性能特點:
1、大動態(tài)范圍高速光子相關器:采用專利技術(shù)設計的光子相關器,以高、低速通道搭配的結(jié)構(gòu),有效解決了硬件資源與通道數(shù)量之間的矛盾,實現(xiàn)了1010的動態(tài)范圍,并保證了相關函數(shù)基線的穩(wěn)定性。
2、較優(yōu)反演算法:采用較優(yōu)擬合累積反演法和基于V-曲線判斷準則的正則化算法反演顆粒粒徑及其粒度分布,使測量結(jié)果的準確度和重復性均小于1%。
3、超強的抗噪能力:采用小波消噪技術(shù),解決了散射光強較低時,噪聲過大對測量結(jié)果的影響。
4、穩(wěn)定的光路系統(tǒng):采用恒溫532nm固態(tài)激光光源和單模保偏光纖技術(shù)搭建而成的光路系統(tǒng),保證了光子相關光譜測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準確度。
5、高精度溫控系統(tǒng):基于半導體制冷裝置,采用自適應PID控制算法,使溫度控制精度達±0.1℃。
6、高靈敏度光子探測器:采用專業(yè)級高性能光電倍增管,對光子信號具有極高的靈敏度和信噪比。光子計數(shù)器采用邊沿觸發(fā)模式,瞬間捕捉光子脈沖的變化。
納米激光粒度儀采用動態(tài)光散射原理和光子相關光譜技術(shù),根據(jù)顆粒在液體中的布朗運動的速度測定顆粒大小。小顆粒布朗運動速度快,大顆粒布朗運動速度慢,激光照射這些顆粒,不同大小的顆粒將使散射光發(fā)生快慢不同的漲落起伏。
光子相關光譜法就根據(jù)特定方向的光子漲落起伏分析其顆粒大小。因此本儀器具有原理先進、精度極高的特點,從而保證了測試結(jié)果的真實性和有效性,2009年推向國內(nèi)市場,是國內(nèi)*臺納米激光粒度儀,也是國內(nèi)技術(shù)zui成熟的激光粒度儀。
主要技術(shù)參數(shù):
規(guī)格型號 Winner801
執(zhí)行標準 GB/T19627-2005 / ISO13321:1996
測試范圍 1-5000nm(與樣品有關)
準確度誤差<5%(國家標準樣品)
重復性誤差<5%(國家標準樣品)
激光 λ= 532nm,LD泵浦激光器
探測器 光電倍增管(PMT)
散射角 90o
樣品池 10mm×10mm , 4mL
測試溫度 10-35 ℃
測試速度<10 Min
數(shù)字相關器主要參數(shù): 規(guī)格型號 CR140
自相關通道 140
基線通道 4
延遲時間 400ns-10ms 可調(diào)
zui小分辨時間 8ns
運算速度 125M/s
無溢出時間 >1h
分析軟件:在Windows98/2000/XP系統(tǒng)下運行,操作界面友好,菜單提示完整,測試報告數(shù)據(jù)齊全,結(jié)果有積分、 微分分布、平均粒徑和比表面積等數(shù)據(jù),中、英文版本軟件供選擇使用。
優(yōu)勢:
高靈敏度與信噪比:
本儀器的探測器采用專業(yè)級高性能光電倍增管(PMT),對光子信號具有極高的靈敏度和信噪比,從而保證了測試結(jié)果的準確度。
極高的分辨能力:
使用PCS技術(shù)測定納米級顆粒大小,必須能夠分辨納秒級信號起伏。本儀器的核心部件采用微納公司研制的CR140數(shù)字相關器,具有識別8ns的極高分辨能力和極高的信號處理速度,因此可以得到準確的測定結(jié)果。
超強的運算功能:
本儀器采用自行研制的高速數(shù)字相關器CR140進行數(shù)據(jù)采集與實時相關運算,其數(shù)據(jù)處理速度高達125M,從而實時有效地反映顆粒的動態(tài)光散射信息。
穩(wěn)定的光路系統(tǒng):
采用短波長LD泵浦激光光源和光纖技術(shù)搭建而成的光路系統(tǒng),使光子相關譜探測系統(tǒng)不僅體積小,而且具有很強的抗干擾能力,從而保證了測試的穩(wěn)定性。
應用范圍:
化工、電子、電池材料、造紙、冶金、陶瓷、建材、化妝品、磨料、醫(yī)藥、涂料、食品、農(nóng)藥、金屬與非金屬粉末、碳酸鈣、氧化鋁、稀土、顏料、等各種行業(yè)粉料、乳液料的粒度分布測試。