粒度分析在材料工程、食品工程、制藥工程、石油化工、國防工業(yè)等領(lǐng)域具有重要作用。由于傳統(tǒng)的粒度測(cè)量方法操作繁瑣，耗時(shí)較長，已經(jīng)越來越不能適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)和科研快速反應(yīng)的需求?，F(xiàn)代新興科技的發(fā)展使激光和微電子技術(shù)應(yīng)用到粒度測(cè)量領(lǐng)域，完全克服了傳統(tǒng)方法所帶來的弊端，在大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，加快了樣品的檢測(cè)速度，提高了檢測(cè)結(jié)果的質(zhì)量。
近年來，有關(guān)粒度分布的測(cè)試技術(shù)和測(cè)試方法有很多，而激光粒度分析方法，因測(cè)量速度快、精度高及準(zhǔn)確度好等特點(diǎn)被人們普遍認(rèn)同。激光粒度儀顧名思義既然是粒度儀那當(dāng)然是測(cè)量顆粒的，利用了激光具有的單色性和極強(qiáng)的方向性等特性，激光粒度儀是全球范圍內(nèi)公認(rèn)的最先進(jìn)，最快捷的顆粒測(cè)試儀器。
激光粒度分析儀的測(cè)量原理
激光粒度儀是根據(jù)顆粒能使激光產(chǎn)生散射這一物理現(xiàn)象測(cè)試粒度分布的。由于激光具有很好的單色性和極強(qiáng)的方向性，所以在沒有阻礙的無限空間中激光將會(huì)照射到無窮遠(yuǎn)的地方，并且在傳播過程中很少有發(fā)散的現(xiàn)象。
米氏散射理論表明，當(dāng)光束遇到顆粒阻擋時(shí)，一部分光將發(fā)生散射現(xiàn)象，散射光的傳播方向?qū)⑴c主光束的傳播方向形成一個(gè)夾角θ，θ角的大小與顆粒的大小有關(guān)，顆粒越大，產(chǎn)生的散射光的θ角就越小;顆粒越小，產(chǎn)生的散射光的θ角就越大。即小角度(θ)的散射光是有大顆粒引起的;大角度(θ1)的散射光是由小顆粒引起的。進(jìn)一步研究表明，散射光的強(qiáng)度代表該粒徑顆粒的數(shù)量。這樣，測(cè)量不同角度上的散射光的強(qiáng)度，就可以得到樣品的粒度分布了。
為了測(cè)量不同角度上的散射光的光強(qiáng)，需要運(yùn)用光學(xué)手段對(duì)散射光進(jìn)行處理。我們?cè)诠馐械倪m當(dāng)?shù)奈恢蒙戏胖靡粋€(gè)富氏透鏡，在該富氏透鏡的后焦平面上放置一組多元光電探測(cè)器，不同角度的散射光通過富氏透鏡照射到多元光電探測(cè)器上時(shí)，光信號(hào)將被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并傳輸?shù)诫娔X中，通過專用軟件對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理，就會(huì)準(zhǔn)確地得到粒度分布了。
激光粒度分析儀的特點(diǎn)
1.測(cè)量粒徑范圍廣
激光粒度分析儀可進(jìn)行從納米到微米量級(jí)如此寬范圍的粒度分布。約為：20nm~2000 μ m，某些情況下上限可達(dá)3500μm；由于儀器使用過程中無須更換鏡頭及調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，簡(jiǎn)化了操作過程。
2.適用范圍廣
激光粒度分析儀不僅能測(cè)量固體顆粒，還能測(cè)量液體中的粒子。
3.重現(xiàn)性好
激光粒度分析法與傳統(tǒng)方法相比，測(cè)試過程不受溫度變化、介質(zhì)黏度，試樣密度及表面狀態(tài)等諸多因素的影響，只要將待測(cè)樣品均勻地展現(xiàn)于激光束中，激光粒度分析儀能給出準(zhǔn)確可靠的測(cè)量結(jié)果。
4.測(cè)量速度快
整個(gè)測(cè)量過程在2 分鐘左右即可完成，某些儀器已實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)檢測(cè)和實(shí)時(shí)顯示，可以讓用戶在整個(gè)測(cè)量過程中觀察并監(jiān)視樣品。
5.操作簡(jiǎn)單
激光粒度分析儀能夠自動(dòng)完成數(shù)據(jù)采集、分析處理、結(jié)果保存、打印等功能，操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高。
激光粒度分析儀的應(yīng)用現(xiàn)狀
最早用來測(cè)量粒度的設(shè)備是標(biāo)準(zhǔn)篩，但是它只能測(cè)量一個(gè)或幾個(gè)粒徑點(diǎn)上的篩余量，不能給出詳細(xì)的粒度分布；并且測(cè)試的勞動(dòng)強(qiáng)度大、精度低。后來發(fā)展到用沉降式粒度儀測(cè)量，它雖然能夠測(cè)得詳細(xì)的粒度分布，但操作比較繁瑣、重復(fù)性較差、測(cè)量范圍窄。最新的方法是激光粒度分析儀。由于它具有測(cè)量范圍寬、重復(fù)性好、速度快、操作容易等顯著優(yōu)點(diǎn)，非常適合色釉料行業(yè)的使用。激光粒度儀的推廣應(yīng)用對(duì)推動(dòng)我國色釉料行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步顯然是有積極作用的。在推廣的過程中，也遇到一些問題，主要表現(xiàn)在兩方面：
1.與傳統(tǒng)篩分法結(jié)果的對(duì)比
色釉料行業(yè)傳統(tǒng)上用篩分法來檢測(cè)產(chǎn)品的粒度。盡管方法比較落后，但在全行業(yè)已得到廣泛的認(rèn)可。因此有些初次使用激光粒度儀的用戶總是拿激光粒度儀在某粒徑點(diǎn)上的累積值與篩分的篩下百分含量進(jìn)行對(duì)比，要求二者一致。直觀地想，這種對(duì)比是理所當(dāng)然的。但是，粒度測(cè)量和一般的理化測(cè)量完全不同：不同原理的兩種粒度測(cè)量方法測(cè)試結(jié)果應(yīng)該是不一致的，一致的反倒是特例，或是經(jīng)過人為調(diào)整的。
受傳統(tǒng)觀念的束縛、思維習(xí)慣的影響或傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的制約，有時(shí)用戶會(huì)對(duì)上述差異表示不理解或強(qiáng)烈要求儀器供應(yīng)商修改激光粒度分析儀的測(cè)試結(jié)果，使之與傳統(tǒng)結(jié)果一致。由于激光粒度儀使用了計(jì)算機(jī)作為部件，作這種修改并不難。問題是修改后測(cè)試結(jié)果失真。因此最好是讓用戶逐步接受激光粒度儀的結(jié)果。大家都清楚，激光粒度儀已經(jīng)是一種很成熟的儀器，而且比篩分法要先進(jìn)得多。
2.不同激光粒度儀之間的量值對(duì)比
有時(shí)用戶會(huì)發(fā)現(xiàn)不同的激光粒度儀給出的測(cè)試結(jié)果有差異。造成這種現(xiàn)象的原因有儀器光學(xué)結(jié)構(gòu)的差異、數(shù)據(jù)分析軟件的不同、儀器工作狀態(tài)的漂移、人為的結(jié)果修改(比如為了與篩分結(jié)果相對(duì)照)等等。解決這一問題的有效方法是制備適合于本行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)樣品，用以校準(zhǔn)所有的儀器。這需要全行業(yè)的配合與努力。
實(shí)際測(cè)試中，準(zhǔn)確性是相對(duì)的，重復(fù)性是絕對(duì)的：在實(shí)際顆粒測(cè)試中，激光粒度儀測(cè)試的結(jié)果我們無法評(píng)價(jià)其“準(zhǔn)確”或“不準(zhǔn)確”，因?yàn)闃悠范际遣灰?guī)則形狀體，與其對(duì)比的測(cè)試結(jié)果也只是另外一種儀器測(cè)試所得，因此，我們只能說A儀器的測(cè)試結(jié)果相對(duì)于B儀器來說是準(zhǔn)確的，而不能說A儀器測(cè)試結(jié)果就是準(zhǔn)確或不準(zhǔn)確，很多測(cè)試人員總是喜歡與馬爾文的來對(duì)比，只要符合就是準(zhǔn)確，不符合就是不準(zhǔn)確，這其實(shí)是個(gè)誤區(qū)。考量?jī)x器好壞的標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)是重復(fù)性，對(duì)某一種樣品分別取樣測(cè)試，如果前一次和后一次測(cè)試結(jié)果差異小那說明儀器是穩(wěn)定的，重復(fù)性好的，如果差異大那就說明這個(gè)儀器的測(cè)試效果不好。
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