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,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,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,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(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,同時也考慮光的散射和折射,根據(jù)顆粒的綜合折射系數(shù),進行計算,從而求出顆粒的大小及尺寸。
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的方向性,所以在沒有阻礙的無限空間中激光將會照射到無窮遠(yuǎn)的地方,并且在傳播過程中很少有發(fā)散的現(xiàn)象。
下面介紹下儀器的日常維護:
在日常存放和使用儀器時,以下幾點都是必須做到的:
1、儀器的全套設(shè)備不論是否處于工作狀態(tài),都應(yīng)放置在清潔干燥的環(huán)境中。
2、粒度儀的全套設(shè)備不用時應(yīng)蓋上致密的防塵布。
3、當(dāng)測完一種樣品,必須取下進樣料斗,讓儀器自動執(zhí)行清洗料倉程序,確保下一種樣品的測量的可靠性。并且用毛刷清除進樣料斗上的殘余樣品。
4、粒度儀測量單元連續(xù)開機時間不宜超過5小時。
5、空氣壓縮機應(yīng)參照說明書定期更換機油。
6、吸塵器收到的測試廢料要定期清理?;虍?dāng)儀器指示負(fù)壓不足時,必須清理。
7、計算機關(guān)機必須按規(guī)定的步驟進行,切不可貿(mào)然關(guān)斷電源,否則可能造成難以彌補的損失。
激光粒度儀的光路由發(fā)射、接受和測量窗口等三部分組成。
發(fā)射部分由光源和光束處理器件組成,主要是為儀器提供單色的平行光作為照明光。接收器是儀器光學(xué)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。
測量窗口主要是讓被測樣品在完全分散的懸浮狀態(tài)下通過測量區(qū),以便儀器獲得樣品的粒度信息。
激光粒度儀系列產(chǎn)品采用全程米氏理論和多種分布模型的數(shù)據(jù)處理方式,使該儀器具有準(zhǔn)確可靠、測試速度快、重復(fù)性好、操作簡便等突出特點。
激光粒度儀的推廣應(yīng)用,對推動我國色釉料行業(yè)的技術(shù)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(shè)備是標(biāo)準(zhǔn)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(xì)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(xì)的粒度分布,但操作比較繁瑣、重復(fù)性較差、測量范圍窄。新的方法是激光粒度分析儀。由于它具有測量范圍寬、重復(fù)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(jié)果的對比
色釉料行業(yè)傳統(tǒng)上用篩分法來檢測產(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(dāng)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(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,有時用戶會對上述差異表示不理解或強烈要求儀器供應(yīng)商修改激光粒度分析儀的測試結(jié)果,使之與傳統(tǒng)結(jié)果一致。由于激光粒度儀使用了計算機作為部件,作這種修改并不難。問題是修改后測試結(jié)果失真。因此建議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(xiàn)不同的激光粒度儀給出的測試結(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。