激光粒度儀的推廣應用,對推動我國色釉料行業(yè)的技術進步有積極作用。但是,在推廣的過程中,也遇到一些問題。
縱觀粒度測量的發(fā)展,用來測量粒度的較早的設備是標準篩,但是它只能測量一個或幾個粒徑點上的篩余量,不能給出詳細的粒度分布;并且測試的勞動強度大、精度低。后來發(fā)展到用沉降式粒度儀測量,它雖然能夠測得詳細的粒度分布,但操作比較繁瑣、重復性較差、測量范圍窄。較新的方法是激光粒度分析儀。由于它具有測量范圍寬、重復性好、速度快、操作容易等顯著優(yōu)點,非常適合色釉料行業(yè)的使用。
一、與傳統(tǒng)篩分法結果的對比
色釉料行業(yè)傳統(tǒng)上用篩分法來檢測產品的粒度。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上的累積值與篩分的篩下百分含量進行對比,要求二者一致。直觀地想,這種對比是理所當然的。但是,粒度測量和一般的理化測量完全不同:不同原理的兩種粒度測量方法測試結果應該是不一致的,一致的反倒是特例,或是經過人為調整的。
受傳統(tǒng)觀念的束縛、思維習慣的影響或傳統(tǒng)生產工藝的制約,有時用戶會對上述差異表示不理解或強烈要求儀器供應商修改激光粒度分析儀的測試結果,使之與傳統(tǒng)結果一致。由于激光粒度儀使用了計算機作為部件,作這種修改并不難。問題是修改后測試結果失真。因此可以是讓用戶逐步接受激光粒度儀的結果。大家都清楚,激光粒度儀已經是一種很成熟的儀器,而且比篩分法要先進得多。
二、不同激光粒度儀之間的量值對比
有時用戶會發(fā)現不同的激光粒度儀給出的測試結果有差異。造成這種現象的原因有儀器光學結構的差異、數據分析軟件的不同、儀器工作狀態(tài)的漂移、人為的結果修改(比如為了與篩分結果相對照)等等。解決這一問題的有效方法是制備適合于本行業(yè)的標準樣品,用以校準所有的儀器。
激光粒度儀的工作原理是基于光的散射理論與衍射理論。
當光束投射到儀器的分散系統(tǒng)時,可以發(fā)生光的吸收、反射、散射、衍射。
當入射光的頻率與分子的固有頻率相同時,發(fā)生光的吸收;
當入射光的波長小于分散粒子的尺寸時,則發(fā)生光的反射、衍射等;若入射光的波長大于分散相粒子的尺寸時,發(fā)生光的散射。
一般0.1μm以下的顆粒,衍射現象消失,主要發(fā)生散射現象;
0.1~10μm的顆粒,也是以衍射光為主,顆粒會產生部分的折射和散射光;大于10μm的顆粒,散射和折射都消失,以衍射為主。
根據夫瑯和夫衍射理論,對于10μm,0.1~10μm的顆粒,衍射角的大小與顆粒的大小有關,衍射光的強度與顆粒的數量有關,由此可以確定顆粒的尺寸及數量。
對于0.1μm以下0.1~10μm的顆粒,根據米氏散射理論,既考慮光的衍射,同時也考慮光的散射和折射,根據顆粒的綜合折射系數,進行計算,從而求出顆粒的大小及尺寸。
激光粒度儀可廣泛適用于化工、材料、醫(yī)藥、食品、農藥、核工業(yè)、電子、電池材料、冶金、建材、化妝品、催化劑、石墨、顏料等各種行業(yè)粉料的粒度測試。
激光粒度儀的檢測準確與否,不僅和儀器本身有關系,儀器的日常維護也很重要。經過一段時間使用后有以下幾點注意事項:
1、儀器硬件是否正常,能不能和電腦正常連接,能做出基準為正常;超聲攪拌循環(huán)系統(tǒng)是否能夠正常工作。循環(huán)主要是儀器內水泵為動力,樣品池上方圓孔有水流出且沒有明顯氣泡為正常。
2、光路是否正常。首先,激光管是不是可以正常工作,能出光;其次,光路是不是有偏光現象,可以在樣品窗前遮擋,近似圓為正常;最后,光線能不能從正面向儀器右手邊綠色探測器出來,出來光近似圓為正常。
3、清潔維護。每次做完實驗后,一定要及時清洗,避免污染實驗內部系統(tǒng),影響試驗結果。使用一段時間后,也要定期清洗樣品窗。
4、基準的判斷。儀器正不正常大部分問題可有基準判斷出來,如何做基準顯得尤為重要。在樣品池里加上水(以水為例),點擊排液按鈕,有水排出關閉,打開循環(huán)按鈕,樣品池上孔有水出來為準。而后操作軟件做基準,出來的一系列藍色的小柱子即基準圖。
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