激光粒度儀的原理:
激光法:
激光粒度儀作為一種新型的粒度測試儀器,已經(jīng)在粉體加工、應(yīng)用與研究領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。它的特點是測試速度快、測試范圍寬、重復(fù)性和真實性好、操作簡便等等。
激光法的粒度測試原理:
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,所以一束平行的激光在沒有阻礙的無限空間中將會照射到無限遠(yuǎn)的地方,并且在傳播過程中很少有發(fā)散的現(xiàn)象。
當(dāng)光束遇到顆粒阻擋時,一部分光將發(fā)生散射現(xiàn)象,如圖8。散射光的傳播方向?qū)⑴c主光束的傳播方向形成一個夾角θ。散射理論和實驗結(jié)果都告訴我們,散射角θ的大小與顆粒的大小有關(guān),顆粒越大,產(chǎn)生的散射光的θ角就越小;顆粒越小,產(chǎn)生的散射光的θ角就越大。在圖8中,散射光I1是由較大顆粒引起的;散射光I2是由較小顆粒引起的。進(jìn)一步研究表明,散射光的強(qiáng)度代表該粒徑顆粒的數(shù)量。這樣,在不同的角度上測量散射光的強(qiáng)度,就可以得到樣品的粒度分布了。
激光粒度儀的應(yīng)用領(lǐng)域:
建材、化工、冶金、能源、食品、電子、地質(zhì)、軍工、航空航天、機(jī)械、高校、實驗室,研究機(jī)構(gòu)等
那么,在選擇激光粒度儀時要注意哪些方面呢?
1、粒度測量范圍
粒度范圍寬,適合的應(yīng)用廣。不僅要看其儀器所報出的范圍,而是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。
3、通道數(shù)
在激光粒度分析儀中不像計數(shù)器中存在通道的概念,它實際為檢測器受光面積數(shù)。它有一個理論與實際的優(yōu)化值:偏少:接受的散射光不充分,準(zhǔn)確度差;偏多:靈敏度太高,導(dǎo)致重現(xiàn)性差。
4、準(zhǔn)確性和重復(fù)性指標(biāo)
準(zhǔn)確性和重復(fù)性指標(biāo)越高越好。
5、穩(wěn)定性
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,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。
簡單來講,激光粒度儀是專指通過顆粒的衍射或散射光的空間分布(散射譜)來分析顆粒大小的儀器。激光粒度儀究竟是怎樣的定位呢?
首先,我們需要明確的是,對于激光粒度儀的評價主要包括四個方面:重復(fù)性、分辨力、準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性。
1.重復(fù)性
粒度分布過程中,在短時間內(nèi),由同一位操作者、在相同條件下、使用同一臺儀器、對同一分散樣本進(jìn)行特性量值的多次測定,其測定結(jié)果的一致性程度,此類重復(fù)性不包含由于取樣和分散造成的變化。
2.分辨力
激光粒度儀是否能清晰地分辨出由兩個或兩個以上單一粒徑混合成的樣品出現(xiàn)雙峰或多峰曲線的能力。
分辨力的定義是能被激光粒度儀有效辨別的兩個樣品的最小差值。分辨力是和重復(fù)性、準(zhǔn)確性同等重要的指標(biāo),是衡量一臺激光粒度儀性能高低的主要指標(biāo)。由于目前沒有評價激光粒度儀分辨力的標(biāo)準(zhǔn)樣品,因此要定量評價激光粒度儀分辨力有困難。但用戶可以通過簡單的方法定性評價你所用的激光粒度儀的分辨力。用兩種標(biāo)稱值差大于5的標(biāo)準(zhǔn)樣品,按1:1比例混合后進(jìn)行測試,如果是雙峰分布,則分辨力較高,儀器合格;不但是雙峰樣品,而且是基線分離(甲樣品最大粒徑端與乙樣品的最小粒徑端分離),則分辨力很高,儀器優(yōu)良。
3.準(zhǔn)確度
準(zhǔn)確度指在一定實驗條件下多次測定的平均值與真值相符合的程度。
4.穩(wěn)定性
激光粒度儀在不同環(huán)境條件或不同的時間段由同一位操作者、使用同一臺儀器、對一個樣本的不同等分進(jìn)行特性量值的多次測定,其測定結(jié)果的一致性程度,此穩(wěn)定性包含由于取樣和分散造成的變化。