激光粒度儀分為主機(jī)和分散器兩部分。而樣品流動(dòng)池總是需要定期清洗的,清洗間隔視樣品性質(zhì)而定。將主機(jī)和分散器合二為一的儀器往往將樣品池深置于儀器內(nèi)部,取出和拆卸均很繁瑣,且極易碰壞光路系統(tǒng)。激光粒度儀是將被測微粉置入樣品池中,通過液體分散(一般為水)利用He-Ne激光器測定液體中的顆粒的粒度。當(dāng)顆粒流動(dòng)通過樣品窗時(shí),產(chǎn)生散射光,樣品窗后的探測器接受散射光信號,并通過分析確定光的能級。利用MIE理論反演計(jì)算出顆粒粒度大小和分布。測試范圍能夠達(dá)到0.1-300μm。使用激光粒度儀進(jìn)行粒度控制較傳統(tǒng)的粒度控制方法(如篩分法)有極為明顯的優(yōu)勢。1)樣品需用量少。2)測試速度快,一般兩分鐘之內(nèi)即可完成測試。3)粒度測試范圍寬,且分辨能力強(qiáng)。4)
激光粒度儀能夠給出多種信息,如D10、D50、D90等數(shù)據(jù)。激光光源 一般選用2mW激光器,功率太小則散射光能量低,造成靈敏度低;另外,氣體光源波長短,穩(wěn)定性優(yōu)于固體光源。檢測器因?yàn)榧す庋苌涔猸h(huán)半徑越大,光強(qiáng)越弱,極易造成小粒子信噪比降低而漏檢,所以對小粒子的分布檢測能體現(xiàn)儀器的好壞。檢測器的發(fā)展經(jīng)歷了圓形,半圓形和扇形幾個(gè)階段。
激光粒度儀是通過檢測顆粒的散射譜來分析顆粒大小與分布的,因此能否獲得清晰的散射譜至關(guān)重要,激光是一種準(zhǔn)直性,單色性良好的光源,只有采用激光才能在散射/衍射粒度儀器中得到清晰的散射譜分布。用多種波長混合的光源不可能獲得清晰的散射譜,只能獲得多種散射譜的疊加,因此不能用于粒度儀。在多種激光器中半導(dǎo)體激光與氣體激光相比,氣體光源波長短,線寬窄,單色性好,穩(wěn)定性遠(yuǎn)優(yōu)于半導(dǎo)體光源。因此微納與大多數(shù)專業(yè)公司選用了氣體激光器作為測量光源。
激光粒度儀作為粉體檢測設(shè)備,常常會(huì)面對多塵環(huán)境,測試窗口鏡片則是會(huì)直接接觸粉體樣品的光學(xué)器件。聚焦透鏡或者準(zhǔn)直透鏡等光學(xué)鏡片受到使用環(huán)境中的浮塵污染或者發(fā)生霉菌污染,會(huì)使純凈的測量光束產(chǎn)生雜散光。這些雜散光會(huì)混入樣品的散射光中干擾測試;測量窗口鏡片上的污染物則會(huì)直接產(chǎn)生較強(qiáng)的散射光。因此,光學(xué)鏡片污染是激光粒度儀測試結(jié)果漂移的首要元兇。應(yīng)對辦法主要是盡量讓儀器處于干燥無塵的工作環(huán)境。經(jīng)常按照操作規(guī)程清洗鏡片,保證光學(xué)鏡片的清潔。
激光粒度儀測量樣品的*步就是決定在濕狀態(tài)下還是在干狀態(tài)下分析樣品。這是由zui終使用什么樣品來決定的。如果以干燥形勢來使用或儲(chǔ)存樣品,用干燥分析方法較好。
一些樣品易和濕分散劑起反應(yīng),比如可能溶解或和液體接觸時(shí)膨脹,所以只能在干燥狀態(tài)下測量。
另一考慮問題就是物質(zhì)在干燥狀態(tài)能否自由流動(dòng),激光粒度儀良好的表現(xiàn)為不粘連干燥粉狀樣品,可以在進(jìn)料器中充分分解,而高粘性物質(zhì)卻易粘結(jié),使測量出現(xiàn)偏差。
激光粒度儀樣品結(jié)塊只需要在烘箱中干燥一下即可。但精細(xì)的物質(zhì)在烘箱中干燥時(shí),樣品會(huì)受到破壞,為了去潮,應(yīng)將烘箱調(diào)到zui高溫度,但不要高于樣品熔點(diǎn)。
如果烘箱對樣品有明顯影響,激光粒度儀可用干燥器。沒有在空氣中受潮的新樣品是很好用的,常有很好的效果。吸潮樣品需傳送一段距離,如果可行,應(yīng)將樣品盡快封裝入外帶有硅膠袋子的管子中。分析模型、樣品測量參數(shù)、測試環(huán)境(例如濕度、測試介質(zhì)溫度等)都有可能影響測試數(shù)據(jù)。我們首先要保證測試的分析模型、樣品測量參數(shù)(特別是樣品折射率)選擇正確。測試環(huán)境的影響,視不同樣品和儀器工作環(huán)境不同,影響也差別很大,很難簡單舉例說明。需要具體情況具體分析。
激光粒度儀已經(jīng)被科技部列為國家中小企業(yè)創(chuàng)新基金重點(diǎn)支持項(xiàng)目。它采用自主研制的高速數(shù)字相關(guān)器和專業(yè)的高性能光電倍增管作為核心器件,具有快速、高分辨率、重復(fù)及準(zhǔn)確等特點(diǎn),激光粒度儀是納米顆粒粒度測定的產(chǎn)品。高質(zhì)量粒度測量的關(guān)鍵在于能夠向光學(xué)儀器提供偏差zui小、濃度適宜且充分分散的樣品。有效的樣品分散是實(shí)現(xiàn)*測量的關(guān)鍵。