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激光粒度分析仪性能评价指标介绍
类别: QSi 激光二极管      更新日期:2016-3-23    来源:www.longstartech.com.cn

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。