中國粉體網(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)，對顆粒粒度、粒度分布的測量，是對粉體材料的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備或粉體材料進行性能評價必不可少的工作之一。

來源：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量顆粒大小及其分布的儀器。測量對象可以是各類連續(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，用這類儀器測量顆粒樣品時，需要將樣品進行分散處理。當分散介質(zhì)是液體，稱為“濕法測量”，相應(yīng)的分散裝置稱為“濕法進樣器”；當分散介質(zhì)是氣體，則稱為“干法測量”，相應(yīng)的分散裝置稱為“干法進樣器”(測量氣相介質(zhì)中的固體顆粒和液滴無需配備進樣器)。

與其他粒度測量儀器相比，激光粒度分析儀具有粒度測量范圍寬、測量速度快、測量重復性好和操作方便等優(yōu)點，在環(huán)保、能源、電子、造紙、化工、醫(yī)藥、食品、實驗室等眾多領(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系統(tǒng))、測量池和樣品分散系統(tǒng)、散射光探測系統(tǒng)、信號采集與系統(tǒng)控制電路、計算機及相關(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，來測量顆粒粒度及其分布。測量時，待測的顆粒樣品以適宜的濃度分散在適當?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，由多元的光電探測器組成的探測器陣列對這些散射光進行測量，并將產(chǎn)生的光電信號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)傳送給計算機。計算機事先利用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)。收到被測樣品的散射光分布數(shù)據(jù)后，計算機通過適當?shù)姆囱菟惴�及散射矩陣對散射光分布求解，得出被測樣品的粒度分布。

光散射法測量粒度分布原理示意圖

另外，激光粒度分析儀反演計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，顆粒個數(shù)(數(shù)量)隨粒徑的減小呈3次方關(guān)系增加，當轉(zhuǎn)換成數(shù)量分布時，體積的微小誤差將導致小顆粒方向顆粒數(shù)的巨大誤差。

對于粒徑為體積平均粒徑1/10的這部分顆粒，如果測量造成的這些顆粒體積誤差相對于總體積是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。《顆粒 激光粒度分析儀 技術(shù)要求》（GB/T41949-2022）對性能要求重點羅列了以下幾點。

儀器重復性

使用儀器分別測量粒徑在3個范圍——D₅₀≤1μm、1μm<D₅₀≤100μm和D₅₀>100μm的寬分布樣品(1.5≤D₉₀/D₁₀≤3)，每個樣品重復測量8次，D₅₀的相對標準偏差應(yīng)不大于2%，D₁₀和D₉₀相對標準偏差應(yīng)不大于3%。當用戶有特殊要求時，由供需雙方協(xié)商。

儀器準確性

對有證標準物質(zhì)的D₅₀重復測量3次，儀器測量平均值與粒度標準物質(zhì)的標準值間的相對誤差應(yīng)符合以下表中的技術(shù)指標。

儀器測量相對誤差的技術(shù)指標

儀器分辨力

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

D₅₀檢測下限

儀器應(yīng)能測量其標稱的D₅₀下限以上的任意單分散顆粒標準物質(zhì)的粒徑，且測量的準確性同樣要滿足要求。

小結(jié)

激光粒度儀應(yīng)用場景廣泛，我國作為工業(yè)大國，激光粒度儀市場需求空間廣闊。同時國家政策支持各企業(yè)、實驗室、醫(yī)院等領(lǐng)域設(shè)備更新改造，激光粒度儀市場需求空間將進一步擴大。同時對其性能要求也將越來越高。

信息主要來源：《顆粒 激光粒度分析儀 技術(shù)要求》（標準號：GB/T41949-2022）

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）

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