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影響激光粒度儀測(cè)試準(zhǔn)確性的幾點(diǎn)因素

閱讀：365發(fā)布時(shí)間：2022-4-9

激光粒度儀是基于光衍射現(xiàn)象設(shè)計(jì)的，當(dāng)光通過(guò)顆粒時(shí)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象(其本質(zhì)是電磁波和物質(zhì)的相互作用。衍射光的角度與顆粒的大小成反比。不同大小的顆粒在通過(guò)激光光束時(shí)其衍射光會(huì)落在不同的位置，位置信息反映顆粒大小；同樣大的顆粒通過(guò)激光光束時(shí)其衍射光會(huì)落在相同的位置。衍射光強(qiáng)度的信息反映出樣品中相同大小的顆粒所占的百分比多少。

1 復(fù)折射率

激光散射法粒度測(cè)量的對(duì)象一般是微米級(jí)的粒子，這些粒子的光學(xué)常數(shù)并不能簡(jiǎn)單看成粒子材料的光學(xué)性質(zhì)，而是指顆粒的復(fù)折射率n’，其定義為：n‘=n+ik。其中 n 為通常所說(shuō)的折射率，虛部k表示光在介質(zhì)中傳播時(shí)光強(qiáng)衰減的快慢，即吸收系數(shù)，有時(shí)也被稱作吸收率。

復(fù)折射率的選擇合適與否直接影響到粒度檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性，但是影響待測(cè)顆粒復(fù)折射率的因素較多，難以確定其準(zhǔn)確值，所以到目前為止在激光粒度測(cè)量領(lǐng)域中仍舊沒(méi)有確定復(fù)折射率的統(tǒng)一方法 。在實(shí)際的粒度檢測(cè)過(guò)程中，一般只是對(duì)同種物質(zhì)使用一個(gè)固定的復(fù)折射率，這樣的測(cè)量結(jié)果必然會(huì)與樣品的真實(shí)值有較大偏差。但是如果針對(duì)不同粒度區(qū)間的顆粒都去尋找其復(fù)折射率，卻又不現(xiàn)實(shí)的。

2 折射率

Mie 散射理論是麥克斯韋電磁方程組的嚴(yán)格解，激光法檢測(cè)的前提假設(shè)是粉體粒子是球形且各向同性的，大多數(shù)晶體在不同的方向上有不同的折射率。由于不同**的設(shè)備中光能探測(cè)器的數(shù)量、空間分布位置、靈敏度的不同也會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果的差異。

3 內(nèi)置算法

由于光強(qiáng)分布的差異，不同粒度儀****所采用的軟件內(nèi)置算法不同，造成系數(shù)矩陣的計(jì)算結(jié)果差異，由此給反演帶來(lái)不同程度的誤差。

4 內(nèi)外復(fù)折射率

球形石英粉等顆粒，在高溫環(huán)境下燒灼成型。由于既要成球，又要熔透轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷突虿欢ㄐ危浼夹g(shù)難度很高。所以在**過(guò)程中會(huì)有部分無(wú)定形態(tài)的熔融石英包裹在結(jié)晶石英上，以及熔融石英內(nèi)部含有空心氣泡。這種顆粒被稱為雙層顆粒，顆粒內(nèi)外復(fù)折射率不同，導(dǎo)致激光法測(cè)量時(shí)可能帶來(lái)較大誤差，據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，**誤差可能超過(guò) 50%。

5 反常異動(dòng)現(xiàn)象

有研究者發(fā)現(xiàn)在有些折射率下對(duì)于部分粒徑區(qū)間，隨著粒徑的變小，散射光強(qiáng)分布主峰會(huì)向探測(cè)器內(nèi)側(cè)移動(dòng)，而正常情況下應(yīng)向探測(cè)器外側(cè)移動(dòng)，從而影響粒度檢測(cè)的結(jié)果。這種現(xiàn)象被稱為散射光能分布的反常移動(dòng)現(xiàn)象。

6 分散狀態(tài)

使用激光粒度儀檢測(cè)過(guò)程中，需注意保證待測(cè)顆粒處于良好的分散狀態(tài)。當(dāng)前市面上的主流激光粒度儀， 基本上都帶有離心循環(huán)分散和超聲分散兩種分散模式，所以對(duì)于這種類型儀器的用戶，不建議測(cè)試前的機(jī)外分散， 因?yàn)樵谟脽瓕⒎稚⒑蟮娜芤簩?dǎo)入循環(huán)槽的過(guò)程中極易在杯底殘留部分大顆粒，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生誤差。在儀器中分散樣品時(shí)，應(yīng)注意根據(jù)物料性質(zhì)調(diào)整超聲和離心循環(huán)分散的功率，太大容易導(dǎo)致氣泡的產(chǎn)生，太小則容易導(dǎo)致分散效果變差和大顆粒沉底。對(duì)于氣泡消除，我們有免排氣泡功能。

7 儀器的保養(yǎng)程度

激光粒度儀的保養(yǎng)程度，對(duì)檢測(cè)結(jié)果有較大影響。激光粒度儀需要定期標(biāo)定維護(hù)。在實(shí)際的使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，部分樣品極易在測(cè)試過(guò)程中附著在儀器的管路內(nèi)部，從而混入之后的測(cè)試樣品中帶來(lái)測(cè)試誤差。而儀器自帶的清洗功能很難解決這類問(wèn)題，需要在激光粒度測(cè)量中引起足夠重視。

有些樣品有吸附性、腐蝕性、PH過(guò)大或者過(guò)小等，具體情況還需根據(jù)樣品的特性來(lái)選擇合適的管路材料。

總之，影響激光粒度儀測(cè)試準(zhǔn)確的因素以上為主要原因，不過(guò)還有很多不確定因素在，比如人為因素、環(huán)境因素、材料本身等決定。



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