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,所以在没有阻碍的无限空间中激光将会照射到无穷远的地方,并且在传播过程中很少有发散的现象。
激光粒度分析仪的应用现状
较早用来测量粒度的设备是标准筛,但是它只能测量一个或几个粒径点上的筛余量,不能给出详细的粒度分布;并且测试的劳动强度大、精度低。后来发展到用沉降式粒度仪测量,它虽然能够测得详细的粒度分布,但操作比较繁琐、重复性较差、测量范围窄。较新的方法是激光粒度分析仪。由于它具有测量范围宽、重复性好、速度快、操作容易等显着优点,非常适合色釉料行业的使用。激光粒度仪的推广应用对推动我国色釉料行业的技术进步显然是有积极作用的。在推广的过程中,也遇到一些问题,主要表现在两方面:
1.与传统筛分法结果的对比
色釉料行业传统上用筛分法来检测产品的粒度。尽管方法比较落后,但在全行业已得到广泛的认可。因此有些初次使用激光粒度仪的用户总是拿激光粒度仪在某粒径点上的累积值与筛分的筛下百分含量进行对比,要求二者一致。直观地想,这种对比是理所当然的。但是,粒度测量和一般的理化测量完全不同:不同原理的两种粒度测量方法测试结果应该是不一致的,一致的反倒是特例,或是经过人为调整的。
受传统观念的束缚、思维习惯的影响或传统生产工艺的制约,有时用户会对上述差异表示不理解或强烈要求仪器供应商修改激光粒度分析仪的测试结果,使之与传统结果一致。由于激光粒度仪使用了计算机作为部件,作这种修改并不难。问题是修改后测试结果失真。因此可以是让用户逐步接受激光粒度仪的结果。大家都清楚,激光粒度仪已经是一种很成熟的仪器,而且比筛分法要先进得多。
2.不同激光粒度仪之间的量值对比
有时用户会发现不同的激光粒度仪给出的测试结果有差异。造成这种现象的原因有仪器光学结构的差异、数据分析软件的不同、仪器工作状态的漂移、人为的结果修改(比如为了与筛分结果相对照)等等。解决这一问题的有效方法是制备适合于本行业的标准样品,用以校准所有的仪器。这需要全行业的配合与努力。
实际测试中,准确性是相对的,重复性是绝对的:在实际颗粒测试中,激光粒度仪测试的结果我们无法评价其“准确”或“不准确”,因为样品都是不规则形状体,与其对比的测试结果也只是另外一种仪器测试所得,因此,我们只能说A仪器的测试结果相对于B仪器来说是准确的,而不能说A仪器测试结果就是准确或不准确,很多测试人员总是喜欢与马尔文的来对比,只要符合就是准确,不符合就是不准确,这其实是个误区。考量仪器好坏的标准其实是重复性,对某一种样品分别取样测试,如果前一次和后一次测试结果差异小那说明仪器是稳定的,重复性好的,如果差异大那就说明这个仪器的测试效果不好。
激光粒度仪具有多项优点,已成为当前zui流行的粒度测试仪器之一;
首先应该考虑的就是动态范围的问题,这就关系到同时测量的zui大粒径与zui小粒径的比值问题,当动态范围越大;
使用越方便,测试宽分布样品的能力越强,而且一个样品的测试全过程一般只需两、三分钟;
速度是非常快的,操作也非常方便,对环境要求也不高。
通常,粉末涂料的粒度分布在10-70微米为之间,平均粒度在35微米左右是比较符合大多数场合的使用要求的。
鉴于各种原因,部分客户(尤其是外商或外资)习惯使用干法激光粒度分析仪;
大部分国内客户目前使用湿法激光粒度分析仪,因此有客户就提出干、湿法测试结果的对比。
通常来讲,由于进样方式不同,干法结果与湿法结果不完全一致,但这两者之间的差异一般是比较稳定的,只能定性分析,不能定量给出结论。
两个结果之间不存在谁更准的问题,两者都客观的反映了粉体的粒度分布。
对于测试结果,更应该看中其重复性、稳定性,满足了这两个要求,对于生产、应用才有指导意义。
干、湿法测试结果的差异不应该成为激光粒度仪应用过程中的障碍。
粉末涂料的粒度检测和控制对于生产及应用企业至关重要,而粉末涂料颗粒的粒度分布范围及颗粒特点属于激光粒度仪的优势领域。
由于激光粒度仪适用面广,还可以为生产企业检测涂料生产原料粉体,随着激光粒度仪普及和微纳激光粒度仪的发展进步;
仪器的价格也不再动辄几十万元,十万元以内就可以买到性价比很高的产品。
激光粒度分析仪是根据光的散射原理测量颗粒大小的。它具有测量动态范围大、测量速度快、操作方便等优点,是一种适用面较广的粒度仪。原理上可以用来测量各种粉末、乳液颗粒、雾滴的粒度分布。
激光粒度分析仪是一种性能优良的粒度分布仪,它采用进口的半导体激光器,功率大、寿命长、单色性好;采用专门设计的由大规模集成电路工艺制造的大尺寸高灵敏度光电探测器阵列;采用蠕动循环泵和微量样品池两种进样方式;
采用全程米氏理论和多种分布模型的数据处理方式;采用高精度的数据传输与处理电路等一系列先进的技术和制造工艺,使该仪器具有准确可靠、测试速度快、重复性好、操作简便等突出特点,是集激光技术、计算机技术、光电子技术于一体的新一代粒度测试仪器。
激光粒度分析仪测试时遮光比的选取问题:
遮光比就是在使用激光粒度仪测试样品时,配置的样品悬浮液的浓度,遮光比的正确选择是激光粒度仪在粒度测试过程中的一个重要的步骤,遮光比是否合适或者说被测样品的浓度是否合适严重关系到粒度测量结果的准确性和代表性。
激光粒度分析仪的测量原理要求在测试过程中,样品的浓度以样品中颗粒之间相互不发生二次散射为原则,理论上就是要求悬浮液或者空气中颗粒之间的距离为颗粒直径的3倍,但是这个要求非常难以掌握,因此在实际的粒度测试中,通过调整遮光比的数值来尽量保证颗粒之间不发生二次散射。
遮光比不宜过大(超过50%)或者过小(低于5%),遮光比过大时,颗粒的浓度过高,容易发生二次散射,测量结果误差增大;遮光比过低,样品中颗粒的浓度太低,颗粒数太少,测试结果的代表性很差,甚至可能导致测试结果是无效的,因此在测试过程中,对遮光比的选取要通过反复试验,以得到正确的测量结果。
一般来说,对于比较粗的样品,遮光比可以选择的比较高,如20~30%,正常情况可以为10~25%;对于超细的样品,可以适当降低样品的遮光比,但一般不要超过40%,这些都是实验得到的经验数值,但zui终还需通过反复实验,找到对应样品测试时遮光比的zui佳数值。
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