激光粒度分析仪作为一种测量颗粒粒径大小的仪器,测量原理是通过建立表征粒度级丰度与各特定角度的数量关系,通过计算得出粒度直径。
选购激光粒度仪时应考虑的几个关键参数点:
(1)激光器选择:
激光粒度仪的重要部件之一,主要有HE-NE激光器和半导体激光器两种,其中HE-NE激光器的各项性能均优于半导体激光器,且成本也远高于半导体激光器,半导体激光器单向性差的问题,对测试结果的稳定性影响很大。因此推荐用户选择HE-NE激光器。
(2)光电探测器:
国内产品采用的光电探测器的种类大同小异,一般就是半环式、点阵式等,半环式的优势是能够以较少的通道数达到很高的探测精度。而且在出现断环时可以临时采取并环操作,对测试结果影响很小。点阵式属于比较老的探测器类型,现在用的比较少。
(3)仪器结构问题:
主要分为整体式和分体式,整体式就是将分散系统和测试系统整合为一体,协同操作,分体式则是分散系统独立于测试系统,测试者需要先操作分散系统,将样品分散好再将分散好的样品通过管道导入测试系统进行测试。这样的缺点是协同操作性不好,比较重的颗粒容易在管道中沉淀,清洗不便且对测试结果有一定影响,现在整体式结构的仪器是发展方向,进口产品大都采用整体式结构,国内的产品也慢慢在向整体式结构发展。
(4)光路设计问题:
光路设计是激光粒度仪研制的基础,进口产品的优势不但在制造工艺上,光路的设计水平也是技术先进的标志,国内的厂家现在大都采用简单的平行光路设计,据了解济南微纳公司推出的产品中采用了汇聚光傅立叶变换光路。这种光路是一种比较先进的光路,能够获得更宽的散射角,在提高测试精度方面有一定的优势。
挑选准确度和重复性好的选激光粒度仪,以确保测试数据的精确和客观。
1、选用合适的粒度测量范围,粒度范围宽适合的应用广。看超出主检测器面积的小粒子散射如何检测能够帮助你挑到更好的仪器,而全范围直接检测也能提供良好的参考。
2、选择激光器时应关注起功率,功率过小会造成散射光能量低,降低灵敏度。气体光源稳定性较固体光源更好。
3、激光衍射光环半径越小越好,才能避免小粒子信/噪比降低而漏检的几率。
4、应采用完全的米氏理论,而不是近似的米氏理论,才能避免因适用范围受限制造成的漏检几率增大等。
5、采用NIST标准粒子检测仪器的准确性和重复性指标。
6、循环扫描测试次数越多,平均结果的准确性越好,因此扫描速度越高越好。
7、仪器是否符合国际标准,仪器的拆卸、清洗是否方便等,都应在选购中进行考虑。
激光粒度仪在医药行业具有重要应用,能够保障不因为药剂微粒的物理属性而影响药物品质。仪器的分散系统应该能使样品一直处于动态测试中,颗粒经过的管道不应过长,避免使大颗粒迅速地沉淀而造成测试数据的偏差。
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激光粒度仪是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;
采用Furanhofer衍射及Mie散射理论,测试过程不受温度变化、介质黏度;
试样密度及表面状态等诸多因素的影响,只要将待测样品均匀地展现于激光束中,即可获得准确的测试结果。
激光粒度仪特点
动态测量范围宽;0.01-5000微米(湿法3000微米)
LA-960结合l之前的优势更加扩大了范围大小。
三维数据仿真生成原始HORIBA光学散射光模式布局用于计算。
可以比较的结果与理论结果包括光学组件参数的影响。
允许选择好的方法比较的大小和分布。认证样品小20nm可以处理的新算法。
性能保证
保证数据精度高的±0.6%
ISO13320合规
可追溯性的支持
以及数据的准确性和再现性的保证,为每个分析仪instrument-to-instrument证实与标准。玻璃珠的测试材料poly-dispersed标准在一个十年的分布。
激光粒度仪应用领域
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。
所谓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。根据激光散射原理,颗粒大小不同,散射光能量随散射角度的分布也不同,此种分布称为散射谱。激光粒度仪就是通过检测颗粒群的散射谱反演颗粒大小及其分布的。
1、为什麽散射/衍射激光粒度仪必须采用激光作光源?
激光粒度仪是通过检测颗粒的散射谱来分析颗粒大小与分布的,因此能否获得清晰的散射谱至关重要,激光是一种准直性,单色性良好的光源,只有采用激光才能在散射/衍射粒度仪器中得到清晰的散射谱分布。用多种波长混合的光源不可能获得清晰的散射谱,只能获得多种散射谱的叠加,因此不能用于粒度仪。
在多种激光器中半导体激光与气体激光相比,气体光源波长短,线宽窄,单色性好,稳定性远优于半导体光源。因此微纳与大多数专业公司选用了气体激光器作为测量光源。
2、激光粒度仪与其他方法相比有什么优势?
激光粒度仪的光路实际是一个二维傅立叶变换器,因此具有傅立叶变换的许多特点:
1、所有颗粒的散射信息是以光速并行传输到达光电探测器的,因此速度快无与伦比;
2、探测器可以做的非常窄大约几个微米,因此分辨率非常高;
3、测试过程颗粒散射不会受到人为因素的干扰,因此测试重复性超群;
4、根据傅立叶变换的平移不变性,颗粒在样品池中的运动速度不会影响频谱分布,因此适用于动态颗粒的测试,这是其他粒度测试方法所无法比拟的,这成为了颗粒在线测试理论依据。
3、激光粒度仪测量下限是多少?
激光粒度仪测量粒度的原理是MIE散射理论。 MIE散射理论用数学语言精确描述了折射率为n、吸收率为m的特定物质的,粒径为d球型颗粒,在波长为λ单色光照射下,散射光强度随散射角θ变化的空间分布函数,此函数也称为散射谱。根据MIE散射理论可以看出颗粒越大,前向散射越强而后向散射越弱;随着颗粒粒径的减小,前向散射迅速减弱而后向散射逐渐增强。激光粒度仪正是通过设置在不同散射角度的光电探测器阵列,测试颗粒的散射谱,由此确定颗粒粒径的大小。这种散射谱对于特定颗粒在空间具有稳定分布的特征,因此称此种原理的仪器为静态激光粒度仪。
但是当颗粒粒径小到一定的程度dm,与另一种更小颗粒dm-δ相比,如果二种颗粒的散射谱非常相似,以至不能被光电探测器阵列所分辨,就认为达到了激光粒度仪的测量极限,此粒径dm就是激光粒度仪的测量下限。
此极限还与激光波长有关,研究表明红光635nm波长的激光测量极限为50纳米,而蓝光405nm波长的激光测量理论极限为20nm。
理论上,静态激光粒度仪欲分辨纳米级的颗粒至少需要二个条件:
1、具有测量后向散射的光电探测器阵列,2、需要用波长更短的激光器。在可见光的范围内,20nm是静态激光粒度仪的理论测量下限。
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