激光粒度仪作为一种新型的粒度测试仪器,已经在粉体加工、应用与研究领域得到广泛的应用。它的特点是测试速度快、测试范围宽、重复性和真实性好、操作简便等等。
激光粒度仪出现数据漂移是一件很让人头痛的问题,如何分析原因以及解决问题是关键,造成激光粒度仪数据漂移的主要原因大致有5种,包括:
1、激光光路偏移
激光器是会发热的器件,工作周期内,它们会周而复始的发热-降温-发热。任何物体都会有热胀冷缩现象,几何尺寸会随温度变化而变化。
而激光粒度仪光路装配精度要求非常高,随着仪器使用周期延长,光路几乎不可避免的会出现偏移现象。
光路偏移,会导致测量光束光能衰减、探测器排布角度发生漂移,从而导致测量数据漂移。应对这个问题主要靠仪器制造商从仪器设计上尽量减少出现光路偏移的可能性,同时定期校准光路也是非常重要的办法。
2、镜头和测试窗口玻璃污染
光学仪器的镜头污染是常见故障。激光粒度仪作为粉体检测设备,常常会面对多尘环境,测试窗口镜片则是会直接接触粉体样品的光学器件。
聚焦透镜或者准直透镜等光学镜片受到使用环境中的浮尘污染或者发生霉菌污染,会使纯净的测量光束产生杂散光。
这些杂散光会混入样品的散射光中干扰测试;测量窗口镜片上的污染物则会直接产生较强的散射光。
因此,光学镜片污染是激光粒度仪测试结果漂移的首要元凶。应对办法主要是尽量让仪器处于干燥无尘的工作环境。经常按照操作规程清洗镜片,保证光学镜片的清洁。
3、进样系统的循环、分散效能波动
这个环节导致的数据漂移比较隐蔽,所以容易被忽视。样品循环系统使用的介质特性、介质流速(干法仪器而言则是气压和气流量)、超声分散设备的工况、水泵转速这几个要点会明显影响测试数据,需要细心关注。
应对这些问题的主要办法或者方法如下:
A、关注测试用水的质量,特别是那些以自来水为介质的用户。
B、干法仪器用户则需定期检查和维护保养空压机,空气过滤装置,收尘装置。保证分散样品的高压空气质量。
C、关注超声分散设备功率输出是否正常。
D、观察进样器的运转情况,发现有转速波动情况,及时维护。
4、光电探测器及其放大电路参数漂移
这类问题应该属于仪器制造质量水平问题,,一般来说任何电子电路和光电探测器都有工况漂移问题,差别只是漂移量不同。
这类问题通常仪器用户自己是无法解决的,需要仪器制造商对仪器进行专门的电路工况系数校准。某些高水平的仪器,能够自行校准自身电路工况漂移。
5、测量参数、测量条件变动
分析模型、样品测量参数、测试环境(例如湿度、测试介质温度等)都有可能影响测试数据。我们首先要保证测试的分析模型、样品测量参数(特别是样品折射率)选择正确。
测试环境的影响,视不同样品和仪器工作环境不同,影响也差别很大,很难简单举例说明。需要具体情况具体分析。
6、其它类特殊情况影响
A、镜片结雾问题。
这个问题通常发生在春季潮湿季节或者是使用地下水做测试的用户。测量窗口镜片温度远低于室温时,很容易结雾。这个是固有的物理现象,只能是提高测试介质温度来解决。
B、激光器老化,导致光能波动大。这种情况需要更换激光器。
C、分散剂过期失效,这个问题比较隐蔽,但是也偶有遇到。
应对办法当然是关注分散剂保存环境及其保质期限。
简单来讲,激光粒度仪是专指通过颗粒的衍射或散射光的空间分布(散射谱)来分析颗粒大小的仪器。激光粒度仪究竟是怎样的定位呢?
首先,我们需要明确的是,对于激光粒度仪的评价主要包括四个方面:重复性、分辨力、准确度、稳定性。
1.重复性
粒度分布过程中,在短时间内,由同一位操作者、在相同条件下、使用同一台仪器、对同一分散样本进行特性量值的多次测定,其测定结果的一致性程度,此类重复性不包含由于取样和分散造成的变化。
2.分辨力
激光粒度仪是否能清晰地分辨出由两个或两个以上单一粒径混合成的样品出现双峰或多峰曲线的能力。
分辨力的定义是能被激光粒度仪有效辨别的两个样品的最小差值。分辨力是和重复性、准确性同等重要的指标,是衡量一台激光粒度仪性能高低的主要指标。由于目前没有评价激光粒度仪分辨力的标准样品,因此要定量评价激光粒度仪分辨力有困难。但用户可以通过简单的方法定性评价你所用的激光粒度仪的分辨力。用两种标称值差大于5的标准样品,按1:1比例混合后进行测试,如果是双峰分布,则分辨力较高,仪器合格;不但是双峰样品,而且是基线分离(甲样品最大粒径端与乙样品的最小粒径端分离),则分辨力很高,仪器优良。
3.准确度
准确度指在一定实验条件下多次测定的平均值与真值相符合的程度。
4.稳定性
激光粒度仪在不同环境条件或不同的时间段由同一位操作者、使用同一台仪器、对一个样本的不同等分进行特性量值的多次测定,其测定结果的一致性程度,此稳定性包含由于取样和分散造成的变化。
激光粒度仪的原理:
激光法:
激光粒度仪作为一种新型的粒度测试仪器,已经在粉体加工、应用与研究领域得到广泛的应用。它的特点是测试速度快、测试范围宽、重复性和真实性好、操作简便等等。
激光法的粒度测试原理:
激光粒度仪是根据颗粒能使激光产生散射这一物理现象测试粒度分布的。由于激光具有很好的单色性和极强的方向性,所以一束平行的激光在没有阻碍的无限空间中将会照射到无限远的地方,并且在传播过程中很少有发散的现象。
当光束遇到颗粒阻挡时,一部分光将发生散射现象,如图8。散射光的传播方向将与主光束的传播方向形成一个夹角θ。散射理论和实验结果都告诉我们,散射角θ的大小与颗粒的大小有关,颗粒越大,产生的散射光的θ角就越小;颗粒越小,产生的散射光的θ角就越大。在图8中,散射光I1是由较大颗粒引起的;散射光I2是由较小颗粒引起的。进一步研究表明,散射光的强度代表该粒径颗粒的数量。这样,在不同的角度上测量散射光的强度,就可以得到样品的粒度分布了。
激光粒度仪的应用领域:
建材、化工、冶金、能源、食品、电子、地质、军工、航空航天、机械、高校、实验室,研究机构等