激光粒度儀是通過檢測顆粒的散射譜來測定顆粒大小、分布等特性,由于整合了激光技術(shù)、光電技術(shù)、精密儀器與計(jì)算機(jī)技術(shù),使得測量速度、測量范圍和精度發(fā)生了質(zhì)的飛躍;其操作簡單、重復(fù)性好,現(xiàn)已成為了世界流行的粒度測量儀器。
那么如何選擇激光粒度儀呢?
1、激光粒度儀測量范圍粒度范圍寬,適合的應(yīng)用廣。不僅要看其儀器所報(bào)出的范圍,而且還要看超出主檢測器面積的小粒子散射<0.5μm>如何檢測。
可以的途徑是全范圍直接檢測,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(jì)算機(jī)擬合成一張圖譜,肯定帶來誤差。
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,氣體光源波長短,穩(wěn)定性優(yōu)于固體光源。檢測器因?yàn)榧す庋苌涔猸h(huán)半徑越大,光強(qiáng)越弱,極易造成小粒子信噪比降低而漏檢,所以對(duì)小粒子的分布檢測能體現(xiàn)儀器的好壞。檢測器的發(fā)展經(jīng)歷了圓形,半圓形和扇形幾個(gè)階段。
3、使用完全的米氏理論
因?yàn)槊资瞎馍⒗碚摲浅?fù)雜,數(shù)據(jù)處理量大,所以有些廠家忽略顆粒本身折光和吸收等光學(xué)性質(zhì),采用近似的米氏理論,造成適用范圍受限制,漏檢幾率增大等問題。
4、準(zhǔn)確性和重復(fù)性指標(biāo)
越高越好。采用NIST標(biāo)準(zhǔn)粒子檢測。
5、穩(wěn)定性
儀器穩(wěn)定性包括光路的穩(wěn)定性和分散系統(tǒng)的穩(wěn)定性和周圍環(huán)境的影響。一般來講選用氣體激光器,使用光學(xué)平臺(tái),有助于光路的穩(wěn)定。內(nèi)部發(fā)熱部件(如50瓦的鎢燈)將影響光路周圍環(huán)境。
穩(wěn)定性指標(biāo)在廠家儀器說明中沒有,用戶只能憑對(duì)于儀器結(jié)構(gòu)的判斷和參觀或詢問其他長時(shí)間使用過的用戶來判斷。
6、掃描速度
掃描速度快可提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性,重復(fù)性和穩(wěn)定性。
不同廠家的儀器掃描速度不同,從1次/秒到1000次/秒。一般來講,循環(huán)掃描測試次數(shù)越多,平均結(jié)果的準(zhǔn)確性越好,故速度越高越好;噴射式干法和噴霧更要求速度越高越好;自由降落式干法雖然速度不快,但由于粒子只通過樣品區(qū)一次,速度也是快一些好。
用戶每天需要處理的樣品量,也是考慮速度的因素。
可自動(dòng)對(duì)中,無需要換鏡頭,可自動(dòng)校正。
7、使用和維護(hù)的簡便性
關(guān)于這一點(diǎn),在購買之前往往被忽視,而實(shí)際上直接決定了儀器使用效率和壽命。了解的方法是對(duì)儀器結(jié)構(gòu)的了解和其他已有用戶的反映。
拆卸、清洗是否方便:粒度儀分為主機(jī)和分散器兩部分。而樣品流動(dòng)池總是需要定期清洗的,清洗間隔視樣品性質(zhì)而定。將主機(jī)和分散器合二為一的儀器往往將樣品池深置于儀器內(nèi)部,取出和拆卸均很繁瑣,且極易碰壞光路系統(tǒng)。
8、一定要符合國際標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)
ISO13320標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)激光粒度分析儀的基本要求。在測量亞微米粒子分布過程中,采用非激光衍射方法是不符合標(biāo)準(zhǔn)的。
挑選準(zhǔn)確度和重復(fù)性好的選激光粒度儀,以確保測試數(shù)據(jù)的精確和客觀。
1、選用合適的粒度測量范圍,粒度范圍寬適合的應(yīng)用廣??闯鲋鳈z測器面積的小粒子散射如何檢測能夠幫助你挑到更好的儀器,而全范圍直接檢測也能提供良好的參考。
2、選擇激光器時(shí)應(yīng)關(guān)注起功率,功率過小會(huì)造成散射光能量低,降低靈敏度。氣體光源穩(wěn)定性較固體光源更好。
3、激光衍射光環(huán)半徑越小越好,才能避免小粒子信/噪比降低而漏檢的幾率。
4、應(yīng)采用完全的米氏理論,而不是近似的米氏理論,才能避免因適用范圍受限制造成的漏檢幾率增大等。
5、采用NIST標(biāo)準(zhǔn)粒子檢測儀器的準(zhǔn)確性和重復(fù)性指標(biāo)。
6、循環(huán)掃描測試次數(shù)越多,平均結(jié)果的準(zhǔn)確性越好,因此掃描速度越高越好。
7、儀器是否符合國際標(biāo)準(zhǔn),儀器的拆卸、清洗是否方便等,都應(yīng)在選購中進(jìn)行考慮。
一般來說,我們激光粒度儀應(yīng)用廣泛的主要有兩種激光器——?dú)怏w激光器和半導(dǎo)體激光器。
氣體激光器的應(yīng)用時(shí)間最是久遠(yuǎn),技術(shù)也相應(yīng)的較為成熟,其中常見的是氦氖激光器,其發(fā)出的氦氖激光具有很好的單色性、相干性和準(zhǔn)直性,適合在精密測量領(lǐng)域大展拳腳。但是高精密性也帶來了相應(yīng)的高購買和高維修成本,需要高壓直流供電,而且占地面積較大。
很多客戶在使用激光粒度儀的過程中,往往掌握不好測試過程中的細(xì)節(jié)問題,導(dǎo)致一系列的測試異常出現(xiàn),下面小編在這里就給大家綜述一下濕法激光粒度儀在測試過程中需要注意的事項(xiàng),掌握了這些注意事項(xiàng),相信大家在今后的使用中會(huì)得心應(yīng)手。
第一、濕法激光粒度儀在測試樣品前要確保儀器的光路系統(tǒng)處于良好的對(duì)中狀態(tài),而且對(duì)中狀態(tài)要在測試樣品池內(nèi)充滿分散介質(zhì)的情況下觀察,否則看到的對(duì)中良好與否是不準(zhǔn)確的
第二、測試樣品的過程均以實(shí)現(xiàn)設(shè)置好的SOP進(jìn)行,客戶只需要根據(jù)提示加入合適濃度的待測樣品即可,測試過程在最大程度上消除了人為因素的影響,加入樣品量在分析軟件的遮光度提示條可以很明顯的觀察到。
第三、客戶要在分析軟件提示加入樣品時(shí)盡快將待測樣品加至合適遮光度,一般情況下加入樣品的時(shí)間拖延的越久,測試結(jié)果越有可能偏離真實(shí)值,這一點(diǎn)在使用濕法激光粒度儀時(shí)尤其要注意
以上三點(diǎn)注意好了一般情況下儀器都會(huì)得出穩(wěn)定且準(zhǔn)確的粒度測試結(jié)果。
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(dāng)光束投射到儀器的分散系統(tǒng)時(shí),可以發(fā)生光的吸收、反射、散射、衍射。
當(dāng)入射光的頻率與分子的固有頻率相同時(shí),發(fā)生光的吸收;
當(dāng)入射光的波長小于分散粒子的尺寸時(shí),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(shí),發(fā)生光的散射。
一般0.1μm以下的顆粒,衍射現(xiàn)象消失,主要發(fā)生散射現(xiàn)象;
0.1~10μm的顆粒,也是以衍射光為主,顆粒會(huì)產(chǎn)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(jù)夫瑯和夫衍射理論,對(duì)于10μm,0.1~10μm的顆粒,衍射角的大小與顆粒的大小有關(guān),衍射光的強(qiáng)度與顆粒的數(shù)量有關(guān),由此可以確定顆粒的尺寸及數(shù)量。
對(duì)于0.1μm以下0.1~10μm的顆粒,根據(jù)米氏散射理論,既考慮光的衍射,同時(shí)也考慮光的散射和折射,根據(jù)顆粒的綜合折射系數(shù),進(jìn)行計(jì)算,從而求出顆粒的大小及尺寸。