激光粒度分析仪是一种常用的分析仪器,产品具有性能稳定、测量范围宽、可靠性高、维护简便等优点。用户在选购激光粒度仪过程中需要注意哪些问题呢?下面小编就来具体介绍一下激光粒度仪的选购要点,希望可以帮助用户更好的应用产品。
激光粒度分析仪的选购要点
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。
可以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,气体光源波是非,稳定性扰于固体光源。
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。
3.通道数:在激光粒度分析仪中不象计数器中存在通道的概念,它实际为检测受光面积数,它有一个理念与实际的优化值﹕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。
4.是否使用完全的米氏理念:由于米氏光散理念非常复杂,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,漏检几率增大等题目。
5.正确性和重复指标:越高越好。采用NIST标准粒子检测。
激光粒度分析仪依据分散系统分为湿法测试仪器,干法测试仪器,干湿一体测试仪器,另有专用型仪器,例如喷雾激光粒度仪、在线激光粒度仪等;
ISO13320是对激光粒度分析仪的基本要求,正确地应用激光粒度分析仪准确测试出样品的粒度及其分布,需要关注以下几个问题。
(1)粒度测量范围:
每个粒度仪都有自己的测量范围和适用范围,并不是测量范围越宽越好。
(2)激光光源及检测器:
激光光源为气体光源或固体光源,气体光源稳定性好于固体光源,但一般波长较短。光源功率越大,则散射光的能量越大,仪器的灵敏度越高。激光衍射的光环半径随粒子的减小而增大,但随着光环半径的增加,光强减弱,衍射光强的信噪比降低,容易发生小粒子的漏检。检测仪的一项关键指标就是对小粒子分布的检测能力。
有些仪器设计了特殊的检测器,比如MS2000将检测器设计成非均匀交叉排列的三维扇形结构,这种结构可以达到175个环形或十字形布局或93个半圆形布局的效果,检测角覆盖范围135°无信号盲区。
(3)检测理论及数据处理方法:
有的粒度检测仪运用Mie光散射原理,数据运算量大,算法相对复杂,但运算效果好;有些粒度仪采用近似的Mie光散射理论,数据处理量小,但处理效果欠佳,适用范围相对较窄,存在对粒子漏检的缺点。
(4)准确性、重复性、稳定性:
这几项都是选择仪器时的主要指标,特别是仪器的稳定性,通常选用合理的激光器、优化设计光路、配备精密高效的分散器来提高系统的稳定性。
(5)扫描速度:
扫描速度不仅影响到检测速度,提高扫描速度还能够提高检测数据的重复性和准确性指标。
(6)自动化、模块化、智能化:
设计人性化、实现自动对中、自动校正、操作智能化、使用方便、免维护等都是用户对仪器的要求。
(7)分散器:
只有经过充分的分散,才能保证真实准确的测量结果。具有分散功能的粒度分析仪选用的湿法分散器通常为连续可调的超声分散器和搅拌分散器;选用的干法分散器通常为密闭式测量分散器或喷射式分散器。
随着激光和微电子技术应用到粒度测量领域,粒度分析在大大减轻劳动强度的同时,加快了样品的检测速度,提高了检测结果的质量。激光粒度分析方法,因测量速度快、精度高及准确度好等特点被人们普遍认同。
激光粒度分析仪顾名思义是利用激光具有的单色性和极强的方向性等特性对颗粒进行检测的仪器,是全球范围内公认的先进,较快捷的颗粒测试仪器。
激光粒度分析方法是近年来发展较快的一种测试方法,其主要特点是:
1)测量的粒径范围广,可进行从纳米到微米量级如此宽范围的粒度分布。约为 :20nm ~ 2000μm , 某些情况下上限可达 3500μm;
2)适用范围广泛,不仅能测量固体颗粒 ,还能测量液体中的粒子;
3)重现性好,与传统方法相比,激光粒度分析仪能给出准确可靠的测量结果;
4)测量时间快,整个测量过程1-2分钟即可,某些仪器已实现了实时检测和实时显示,可以让用户在整个测量过程中观察并监视样品。
激光粒度分析的应用领域极为广泛,如 :
1)医药中的粒度控制着药物的溶解速度和药效;
2)催化剂的粒度影响着生成反应效率 ;
3)制陶原料的粒度影响着烧结后的物理特性;
4)矿物的粒度影响着长途海运的安全;
5)食品的保质期受粒度影响;
6)橡胶原料粒度影响着其寿命;
7)电池原料的粒度影响着电池的充放电效率和寿命 ;
8)涂料、染料中的粒度影响着产品染色时的发色、光泽 、退色;
9)塑料原料的粒度影响着塑料的透明度和加工以及使用性能。
激光粒度分析仪的测量原理
当光线照射到颗粒上时会发生散射、衍射其衍射、散射光强度均与粒子的大小有关。观测其光强度,可应用 Fraunhofer 衍射理论和 Mie 散射理论求得粒子径分布(激光衍射/散射法)。
使用Mie散射理论进行计算光入射到球形粒子时可产生三类光:
第一类,在粒子表面、通过粒子内部、经粒子内表面的反射光;第二类,通过粒子内部而折射出的光;第三类,在表面的衍射光。
这些现象与粒子的大小无关,全都可以作为光散射处理。一般地,光散射现象可以用经 Maxwell电磁方程式严密解出的 Mie 散射理论说明。