激光粒度分析仪性能评价指标介绍
点击: 次 时间:2017-03-08 10:26
以往的粒度分析方法通常采用筛分或沉降法。常用的沉降法存在着检测速度慢(尤其对小粒子)、重复性差、对非球型粒子误差大、不适用于混合物料、动态范围窄等缺点。随着激光衍射法的发明，粒度丈量完全克服了沉降法所带来的弊端，大大减轻了劳动强度及加快了样品检测速度(从半小时缩短到了1分钟)。
激光衍射法丈量粒度大小基于以下事实：即小粒子对激活的散射角大，大粒子对激光的散射角小。通过散射角的大小丈量即可换算出粒子大小。其依据的光学理论为米氏理论和弗朗霍夫理论。其中弗霍理论为大颗粒米多理论的近似，即忽略了米氏理论的虚数子集，并且假定颗粒不透明;并忽略光散射系统和吸收系统，即设定所有分散剂和分散质参数均为1，因此数学处理上要简单得多，对有色物质和小粒子误差也大得多。同样，近似的米氏理论对乳化液也不适用。
另外，根据瑞利散射定律，散射光的光强与颗粒直径的六次方成正比，与散射光的光源波长的四次方成反比，这意味着颗粒直径减少10倍，散射光强将减弱100万倍。而光源波长越短，散射光强度越高。
再者，由于小粒子散射角大，而主检测器面积有限，一般只能接受到最多45度角的散射光(即大于0.5微米的料子)。那么，如何检测小粒子，如何克服小粒子光散射能量低，超出主检测器范围的问题，就成为评价激光分析技术的关键。
所以，判定激光粒度分析仪的优劣，主要看其以下几个方面：
1.粒度丈量范围
粒度范围宽，适合的应用广。不仅要看仪器所报出的范围，而是看超出主检测面积的小粒子散射(<0.5μm)如何检测。最好的途径是全范围直接检测，这样才能保证本底扣除的一致性。不同方法的混合测试，再用计算机拟合成一张图谱，肯定会带来误差。
2.激光光源
一般选用2mW激光器，功率太小则散射光能量低，造成灵敏度低;另外，气体光源波的稳定性小于固体光源。
3.检测器
由于激光衍射光环半径越大，光强越弱，极易造成小粒子信噪比降低而漏栓，所以对小粒子的分布检测能体现仪器的好坏。检测器的发展经历了圆形，半圆形和扇形几个阶段。
4.通道数
激光粒度分析仪不存在通道的概念，它实际为检测受光面积数，它有一个理论与实际的最优化值﹕偏少﹕接受的散射光不充分，正确度差;偏多﹕灵敏度太高，导致重现性差。
为弥补采样速度的缺陷，一些厂家使用更多的通道，以损失重现性而达到灵敏度要求，所以，丈量时间会在20秒或1分钟以上。
5.是否使用完全的米氏理论
由于米氏理论非常复杂，数据处理量大，所以有些厂家忽略颗粒本身折光和吸收等光学性质，采用近似的米氏理论，造成适用范围受限制、漏检几率增大等问题。
6.正确性和重复指标
这个指标越高越好，应采用NIST标准粒子检测。
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激光衍射法丈量粒度大小基于以下事实：即小粒子对激活的散射角大，大粒子对激光的散射角小。通过散射角的大小丈量即可换算出粒子大小。其依据的光学理论为米氏理论和弗朗霍夫理论。其中弗霍理论为大颗粒米多理论的近似，即忽略了米氏理论的虚数子集，并且假定颗粒不透明;并忽略光散射系统和吸收系统，即设定所有分散剂和分散质参数均为1，因此数学处理上要简单得多，对有色物质和小粒子误差也大得多。同样，近似的米氏理论对乳化液也不适用。
另外，根据瑞利散射定律，散射光的光强与颗粒直径的六次方成正比，与散射光的光源波长的四次方成反比，这意味着颗粒直径减少10倍，散射光强将减弱100万倍。而光源波长越短，散射光强度越高。
再者，由于小粒子散射角大，而主检测器面积有限，一般只能接受到最多45度角的散射光(即大于0.5微米的料子)。那么，如何检测小粒子，如何克服小粒子光散射能量低，超出主检测器范围的问题，就成为评价激光分析技术的关键。
所以，判定激光粒度分析仪的优劣，主要看其以下几个方面：
1.粒度丈量范围
粒度范围宽，适合的应用广。不仅要看仪器所报出的范围，而是看超出主检测面积的小粒子散射(<0.5μm)如何检测。最好的途径是全范围直接检测，这样才能保证本底扣除的一致性。不同方法的混合测试，再用计算机拟合成一张图谱，肯定会带来误差。
2.激光光源
一般选用2mW激光器，功率太小则散射光能量低，造成灵敏度低;另外，气体光源波的稳定性小于固体光源。
3.检测器
由于激光衍射光环半径越大，光强越弱，极易造成小粒子信噪比降低而漏栓，所以对小粒子的分布检测能体现仪器的好坏。检测器的发展经历了圆形，半圆形和扇形几个阶段。
4.通道数
激光粒度分析仪不存在通道的概念，它实际为检测受光面积数，它有一个理论与实际的最优化值﹕偏少﹕接受的散射光不充分，正确度差;偏多﹕灵敏度太高，导致重现性差。
为弥补采样速度的缺陷，一些厂家使用更多的通道，以损失重现性而达到灵敏度要求，所以，丈量时间会在20秒或1分钟以上。
5.是否使用完全的米氏理论
由于米氏理论非常复杂，数据处理量大，所以有些厂家忽略颗粒本身折光和吸收等光学性质，采用近似的米氏理论，造成适用范围受限制、漏检几率增大等问题。
6.正确性和重复指标
这个指标越高越好，应采用NIST标准粒子检测。
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