中國(guó)粉體網(wǎng)訊  粉體材料是由大量大小不一、形狀各異的顆粒組成的顆粒系統(tǒng)，對(duì)顆粒粒度、粒度分布的測(cè)量，是對(duì)粉體材料的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備或粉體材料進(jìn)行性能評(píng)價(jià)必不可少的工作之一。

來(lái)源：丹東百特儀器有限公司

激光粒度分析儀是目前使用領(lǐng)域較廣的粒度分析儀

激光粒度分析儀是用于測(cè)量顆粒大小及其分布的儀器。測(cè)量對(duì)象可以是各類(lèi)連續(xù)相介質(zhì)中的分散相，包括液相介質(zhì)中的固體顆粒、氣泡和液滴(如，水中的油或者油中的水)、氣相介質(zhì)中的固體顆粒和液滴等。

通常，用這類(lèi)儀器測(cè)量顆粒樣品時(shí)，需要將樣品進(jìn)行分散處理。當(dāng)分散介質(zhì)是液體，稱(chēng)為“濕法測(cè)量”，相應(yīng)的分散裝置稱(chēng)為“濕法進(jìn)樣器”；當(dāng)分散介質(zhì)是氣體，則稱(chēng)為“干法測(cè)量”，相應(yīng)的分散裝置稱(chēng)為“干法進(jìn)樣器”(測(cè)量氣相介質(zhì)中的固體顆粒和液滴無(wú)需配備進(jìn)樣器)。

與其他粒度測(cè)量?jī)x器相比，激光粒度分析儀具有粒度測(cè)量范圍寬、測(cè)量速度快、測(cè)量重復(fù)性好和操作方便等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)保、能源、電子、造紙、化工、醫(yī)藥、食品、實(shí)驗(yàn)室等眾多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

激光粒度分析儀的結(jié)構(gòu)及原理

激光粒度分析儀是以激光為主要光源，基于散射光空間分布原理測(cè)量粒度分布的儀器。主要由光源系統(tǒng)(含激光器和/或其他光源以及配套的光學(xué)系統(tǒng))、測(cè)量池和樣品分散系統(tǒng)、散射光探測(cè)系統(tǒng)、信號(hào)采集與系統(tǒng)控制電路、計(jì)算機(jī)及相關(guān)軟件組成。

激光粒度儀結(jié)構(gòu)示意圖

其原理是利用顆粒對(duì)光的散射現(xiàn)象——不同大小顆粒散射光的空間分布特征不同，來(lái)測(cè)量顆粒粒度及其分布。測(cè)量時(shí)，待測(cè)的顆粒樣品以適宜的濃度分散在適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)(液體或氣體)中，單色光束(通常是激光)照射到顆粒后發(fā)生散射，由多元的光電探測(cè)器組成的探測(cè)器陣列對(duì)這些散射光進(jìn)行測(cè)量，并將產(chǎn)生的光電信號(hào)輸送給儀器的放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化的散射光分布數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)事先利用Mie散射理論或Fraunhofer衍射近似理論建立散射矩陣(矩陣的每一列代表一種粒徑顆粒的散射光分布)。收到被測(cè)樣品的散射光分布數(shù)據(jù)后，計(jì)算機(jī)通過(guò)適當(dāng)?shù)姆囱菟惴�及散射矩陣�?duì)散射光分布求解，得出被測(cè)樣品的粒度分布。

光散射法測(cè)量粒度分布原理示意圖

另外，激光粒度分析儀反演計(jì)算得到的原始分布是體積分布，由于在體積保持不變的情況下，顆粒個(gè)數(shù)(數(shù)量)隨粒徑的減小呈3次方關(guān)系增加，當(dāng)轉(zhuǎn)換成數(shù)量分布時(shí)，體積的微小誤差將導(dǎo)致小顆粒方向顆粒數(shù)的巨大誤差。

對(duì)于粒徑為體積平均粒徑1/10的這部分顆粒，如果測(cè)量造成的這些顆粒體積誤差相對(duì)于總體積是0.1%，轉(zhuǎn)換成數(shù)量的話，這些顆粒的誤差相對(duì)于總數(shù)量大約是100%。

激光粒度分析儀的技術(shù)要求

激光粒度分析儀在制造和使用中，制造單位和用戶最關(guān)心的就是其性能指標(biāo)�！额w粒 激光粒度分析儀 技術(shù)要求》（GB/T41949-2022）對(duì)性能要求重點(diǎn)羅列了以下幾點(diǎn)。

儀器重復(fù)性

使用儀器分別測(cè)量粒徑在3個(gè)范圍——D₅₀≤1μm、1μm<D₅₀≤100μm和D₅₀>100μm的寬分布樣品(1.5≤D₉₀/D₁₀≤3)，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)量8次，D₅₀的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)不大于2%，D₁₀和D₉₀相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)不大于3%。當(dāng)用戶有特殊要求時(shí)，由供需雙方協(xié)商。

儀器準(zhǔn)確性

對(duì)有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的D₅₀重復(fù)測(cè)量3次，儀器測(cè)量平均值與粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)值間的相對(duì)誤差應(yīng)符合以下表中的技術(shù)指標(biāo)。

儀器測(cè)量相對(duì)誤差的技術(shù)指標(biāo)

儀器分辨力

把儀器調(diào)至正常樣品測(cè)試狀態(tài)。使用粒徑范圍為1μm~100μm，相鄰兩個(gè)峰的粒徑比值不大于2的多峰分布粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時(shí)，儀器應(yīng)能明顯測(cè)出多峰分布；或者，選擇粒徑范圍為1μm~100μm且D₅₀比值不大于2的兩種顆粒標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)混合后進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)能從儀器測(cè)量出的粒度分布曲線圖中觀察到兩個(gè)明顯的峰形。

D₅₀檢測(cè)下限

儀器應(yīng)能測(cè)量其標(biāo)稱(chēng)的D₅₀下限以上的任意單分散顆粒標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的粒徑，且測(cè)量的準(zhǔn)確性同樣要滿足要求。

小結(jié)

激光粒度儀應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，我國(guó)作為工業(yè)大國(guó)，激光粒度儀市場(chǎng)需求空間廣闊。同時(shí)國(guó)家政策支持各企業(yè)、實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)院等領(lǐng)域設(shè)備更新改造，激光粒度儀市場(chǎng)需求空間將進(jìn)一步擴(kuò)大。同時(shí)對(duì)其性能要求也將越來(lái)越高。

信息主要來(lái)源：《顆粒 激光粒度分析儀 技術(shù)要求》（標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：GB/T41949-2022）

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）

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