激光粒度儀是根據(jù)顆粒能使激光產(chǎn)生散射這一物理現(xiàn)象測(cè)試粒度分布的。由于激光具有很好的單色性和極強(qiáng)的方向性,所以在沒有阻礙的無限空間中激光將會(huì)照射到無窮遠(yuǎn)的地方,并且在傳播過程中很少有發(fā)散的現(xiàn)象。
激光粒度分析儀的應(yīng)用現(xiàn)狀
較早用來測(cè)量粒度的設(shè)備是標(biāo)準(zhǔn)篩,但是它只能測(cè)量一個(gè)或幾個(gè)粒徑點(diǎn)上的篩余量,不能給出詳細(xì)的粒度分布;并且測(cè)試的勞動(dòng)強(qiáng)度大、精度低。后來發(fā)展到用沉降式粒度儀測(cè)量,它雖然能夠測(cè)得詳細(xì)的粒度分布,但操作比較繁瑣、重復(fù)性較差、測(cè)量范圍窄。較新的方法是激光粒度分析儀。由于它具有測(cè)量范圍寬、重復(fù)性好、速度快、操作容易等顯著優(yōu)點(diǎn),非常適合色釉料行業(yè)的使用。激光粒度儀的推廣應(yīng)用對(duì)推動(dòng)我國色釉料行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步顯然是有積極作用的。在推廣的過程中,也遇到一些問題,主要表現(xiàn)在兩方面:
1.與傳統(tǒng)篩分法結(jié)果的對(duì)比
色釉料行業(yè)傳統(tǒng)上用篩分法來檢測(cè)產(chǎn)品的粒度。盡管方法比較落后,但在全行業(yè)已得到廣泛的認(rèn)可。因此有些初次使用激光粒度儀的用戶總是拿激光粒度儀在某粒徑點(diǎn)上的累積值與篩分的篩下百分含量進(jìn)行對(duì)比,要求二者一致。直觀地想,這種對(duì)比是理所當(dāng)然的。但是,粒度測(cè)量和一般的理化測(cè)量完全不同:不同原理的兩種粒度測(cè)量方法測(cè)試結(jié)果應(yīng)該是不一致的,一致的反倒是特例,或是經(jīng)過人為調(diào)整的。
受傳統(tǒng)觀念的束縛、思維習(xí)慣的影響或傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的制約,有時(shí)用戶會(huì)對(duì)上述差異表示不理解或強(qiáng)烈要求儀器供應(yīng)商修改激光粒度分析儀的測(cè)試結(jié)果,使之與傳統(tǒng)結(jié)果一致。由于激光粒度儀使用了計(jì)算機(jī)作為部件,作這種修改并不難。問題是修改后測(cè)試結(jié)果失真。因此可以是讓用戶逐步接受激光粒度儀的結(jié)果。大家都清楚,激光粒度儀已經(jīng)是一種很成熟的儀器,而且比篩分法要先進(jìn)得多。
2.不同激光粒度儀之間的量值對(duì)比
有時(shí)用戶會(huì)發(fā)現(xiàn)不同的激光粒度儀給出的測(cè)試結(jié)果有差異。造成這種現(xiàn)象的原因有儀器光學(xué)結(jié)構(gòu)的差異、數(shù)據(jù)分析軟件的不同、儀器工作狀態(tài)的漂移、人為的結(jié)果修改(比如為了與篩分結(jié)果相對(duì)照)等等。解決這一問題的有效方法是制備適合于本行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)樣品,用以校準(zhǔn)所有的儀器。這需要全行業(yè)的配合與努力。
實(shí)際測(cè)試中,準(zhǔn)確性是相對(duì)的,重復(fù)性是絕對(duì)的:在實(shí)際顆粒測(cè)試中,激光粒度儀測(cè)試的結(jié)果我們無法評(píng)價(jià)其“準(zhǔn)確”或“不準(zhǔn)確”,因?yàn)闃悠范际遣灰?guī)則形狀體,與其對(duì)比的測(cè)試結(jié)果也只是另外一種儀器測(cè)試所得,因此,我們只能說A儀器的測(cè)試結(jié)果相對(duì)于B儀器來說是準(zhǔn)確的,而不能說A儀器測(cè)試結(jié)果就是準(zhǔn)確或不準(zhǔn)確,很多測(cè)試人員總是喜歡與馬爾文的來對(duì)比,只要符合就是準(zhǔn)確,不符合就是不準(zhǔn)確,這其實(shí)是個(gè)誤區(qū)??剂績x器好壞的標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)是重復(fù)性,對(duì)某一種樣品分別取樣測(cè)試,如果前一次和后一次測(cè)試結(jié)果差異小那說明儀器是穩(wěn)定的,重復(fù)性好的,如果差異大那就說明這個(gè)儀器的測(cè)試效果不好。
激光粒度儀具有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn),已成為當(dāng)前zui流行的粒度測(cè)試儀器之一;
首先應(yīng)該考慮的就是動(dòng)態(tài)范圍的問題,這就關(guān)系到同時(shí)測(cè)量的zui大粒徑與zui小粒徑的比值問題,當(dāng)動(dòng)態(tài)范圍越大;
使用越方便,測(cè)試寬分布樣品的能力越強(qiáng),而且一個(gè)樣品的測(cè)試全過程一般只需兩、三分鐘;
速度是非??斓?,操作也非常方便,對(duì)環(huán)境要求也不高。
通常,粉末涂料的粒度分布在10-70微米為之間,平均粒度在35微米左右是比較符合大多數(shù)場(chǎng)合的使用要求的。
鑒于各種原因,部分客戶(尤其是外商或外資)習(xí)慣使用干法激光粒度分析儀;
大部分國內(nèi)客戶目前使用濕法激光粒度分析儀,因此有客戶就提出干、濕法測(cè)試結(jié)果的對(duì)比。
通常來講,由于進(jìn)樣方式不同,干法結(jié)果與濕法結(jié)果不完全一致,但這兩者之間的差異一般是比較穩(wěn)定的,只能定性分析,不能定量給出結(jié)論。
兩個(gè)結(jié)果之間不存在誰更準(zhǔn)的問題,兩者都客觀的反映了粉體的粒度分布。
對(duì)于測(cè)試結(jié)果,更應(yīng)該看中其重復(fù)性、穩(wěn)定性,滿足了這兩個(gè)要求,對(duì)于生產(chǎn)、應(yīng)用才有指導(dǎo)意義。
干、濕法測(cè)試結(jié)果的差異不應(yīng)該成為激光粒度儀應(yīng)用過程中的障礙。
粉末涂料的粒度檢測(cè)和控制對(duì)于生產(chǎn)及應(yīng)用企業(yè)至關(guān)重要,而粉末涂料顆粒的粒度分布范圍及顆粒特點(diǎn)屬于激光粒度儀的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域。
由于激光粒度儀適用面廣,還可以為生產(chǎn)企業(yè)檢測(cè)涂料生產(chǎn)原料粉體,隨著激光粒度儀普及和微納激光粒度儀的發(fā)展進(jìn)步;
儀器的價(jià)格也不再動(dòng)輒幾十萬元,十萬元以內(nèi)就可以買到性價(jià)比很高的產(chǎn)品。
激光粒度分析儀是根據(jù)光的散射原理測(cè)量顆粒大小的。它具有測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍大、測(cè)量速度快、操作方便等優(yōu)點(diǎn),是一種適用面較廣的粒度儀。原理上可以用來測(cè)量各種粉末、乳液顆粒、霧滴的粒度分布。
激光粒度分析儀是一種性能優(yōu)良的粒度分布儀,它采用進(jìn)口的半導(dǎo)體激光器,功率大、壽命長、單色性好;采用專門設(shè)計(jì)的由大規(guī)模集成電路工藝制造的大尺寸高靈敏度光電探測(cè)器陣列;采用蠕動(dòng)循環(huán)泵和微量樣品池兩種進(jìn)樣方式;
采用全程米氏理論和多種分布模型的數(shù)據(jù)處理方式;采用高精度的數(shù)據(jù)傳輸與處理電路等一系列先進(jìn)的技術(shù)和制造工藝,使該儀器具有準(zhǔn)確可靠、測(cè)試速度快、重復(fù)性好、操作簡(jiǎn)便等突出特點(diǎn),是集激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電子技術(shù)于一體的新一代粒度測(cè)試儀器。
激光粒度分析儀測(cè)試時(shí)遮光比的選取問題:
遮光比就是在使用激光粒度儀測(cè)試樣品時(shí),配置的樣品懸浮液的濃度,遮光比的正確選擇是激光粒度儀在粒度測(cè)試過程中的一個(gè)重要的步驟,遮光比是否合適或者說被測(cè)樣品的濃度是否合適嚴(yán)重關(guān)系到粒度測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和代表性。
激光粒度分析儀的測(cè)量原理要求在測(cè)試過程中,樣品的濃度以樣品中顆粒之間相互不發(fā)生二次散射為原則,理論上就是要求懸浮液或者空氣中顆粒之間的距離為顆粒直徑的3倍,但是這個(gè)要求非常難以掌握,因此在實(shí)際的粒度測(cè)試中,通過調(diào)整遮光比的數(shù)值來盡量保證顆粒之間不發(fā)生二次散射。
遮光比不宜過大(超過50%)或者過?。ǖ陀?%),遮光比過大時(shí),顆粒的濃度過高,容易發(fā)生二次散射,測(cè)量結(jié)果誤差增大;遮光比過低,樣品中顆粒的濃度太低,顆粒數(shù)太少,測(cè)試結(jié)果的代表性很差,甚至可能導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果是無效的,因此在測(cè)試過程中,對(duì)遮光比的選取要通過反復(fù)試驗(yàn),以得到正確的測(cè)量結(jié)果。
一般來說,對(duì)于比較粗的樣品,遮光比可以選擇的比較高,如20~30%,正常情況可以為10~25%;對(duì)于超細(xì)的樣品,可以適當(dāng)降低樣品的遮光比,但一般不要超過40%,這些都是實(shí)驗(yàn)得到的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值,但zui終還需通過反復(fù)實(shí)驗(yàn),找到對(duì)應(yīng)樣品測(cè)試時(shí)遮光比的zui佳數(shù)值。