开云体育kaiyun开云体育kaiyun官网入口原理及技術現狀解讀
开云体育kaiyun官网入口的技術現狀與(yu) 儀(yi) 器選用
——开云体育kaiyun旗下开云体育kaiyun官网入口原理及技術詳細解讀
二十世紀八十年代以來，激光粒度測量技術在理論上日趨成熟，由於(yu) 其測量速度快，粒徑範圍寬及重複性和重現性好等突出優(you) 點，被廣泛采用，並在許多行業(ye) 取代了以前的傳(chuan) 統方法。但麵對目前市場上不同的型號和指標，許多人在選購時經常感到困惑。本文將從(cong) 技術角度給有意購買(mai) 或使用开云体育kaiyun官网入口的有關(guan) 人員一些提示。
一、 开云体育kaiyun官网入口的原理簡介
开云体育kaiyun官网入口是基於(yu) 光衍射現象而設計的，當激光光束通過顆粒時，顆粒表麵會(hui) 衍射光，而衍射光的角度與(yu) 顆粒的粒徑成反向的變化關(guan) 係，即大顆粒衍射光的角度小，小顆粒衍射光的角度大，如圖1所示。
圖1
換句話說，不同大小的顆粒在通過激光光束時其衍射光會(hui) 落在不同的位置，位置信息反映顆粒大小;如果同樣大的顆粒通過激光光束時其衍射光會(hui) 落在相同的位置，即在該位置上的衍射光的強度疊加後就比較高，所以衍射光強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，如圖2所示。這樣，如果能夠同時測量或獲得衍射光的位置和強度的信息，就可得到粒度分布的結果。實際上激光衍射法就是采用一係列的光敏檢測器來測量未知粒徑的顆粒在不同角度(或者說位置)上的衍射光的強度，使用衍射模型，再通過數學反演，然後得到樣品顆粒的粒度分布。檢測器的排列在儀(yi) 器出廠時就已根據衍射理論確定，在實際測量時，分布在某個(ge) 角度(或位置)上的檢測器接收到衍射光，說明樣品中存在有對應粒徑的顆粒。
圖2
然後再通過該位置的檢測器所接收到的衍射光的強度，得到所對應粒徑顆粒的百分比含量。但是，顆粒衍射光的強度對角度的依賴性是隨著顆粒粒徑的變小而降低，如圖3所示。當顆粒小到幾百納米時，其衍射光強對於(yu) 角度幾乎*失去依賴性，即此時的衍射光會(hui) 分布在很寬的角度範圍內(nei) ，而且單位麵積上的光強很弱，這無疑增加了檢測的難度。
圖3
如何實現對1微米以下及粒徑範圍寬(一般幾十納米到幾千微米)的樣品的測量是激光衍射法粒度儀(yi) 的技術關(guan) 鍵。
二、 开云体育kaiyun官网入口的技術現狀
概括起來，目前有以下幾種技術和光路配置被采用：
1、多透鏡技術
多透鏡係統曾在二十世紀八十年代前被廣泛采用，它使用傅裏葉光路配置即樣品池放在聚焦透鏡的前方，配有多個(ge) 不同焦距的透鏡以適應不同的粒徑範圍，如圖4所示，優(you) 點是設計簡單，隻需要分布於(yu) 幾十度範圍的焦平麵檢測器，成本較低。缺點是如果樣品粒徑範圍寬的時候需要更換透鏡，不同透鏡的結果需要拚合，對一些未知粒徑的樣品用一個(ge) 透鏡測量時可能會(hui) 丟(diu) 失信號或對於(yu) 由於(yu) 工藝變化導致的樣品粒徑變化不能及時反映。部分行業(ye) 其他廠家分檔機或者極小量程設備多采用此原理設計。
圖4
2、多光源技術
多光源技術也是采用傅裏葉光路配置即樣品池在聚焦透鏡的前方，一般隻有分布於(yu) 幾十度角度範圍的檢測器，為(wei) 了增大相對的檢測角度，使該檢測器能夠接收到小顆粒的衍射光信號，在相對於(yu) 第Y光源光軸的不同角度上再配置第Y或第二激光器，如圖5所示。這種技術的優(you) 點是隻需分布於(yu) 幾十度角度範圍的檢測器，成本較低，測量範圍特別是上限可以比較寬，缺點是分布於(yu) 小角度範圍的小麵積檢測器同時也被用於(yu) 小顆粒測量，由於(yu) 小顆粒的衍射光在單位麵積上的信號弱，導致小顆粒檢測時的信噪比降低，這就是為(wei) 什麽(me) 多光源係統在測量範圍上限超過1500微米左右時，若要同時保證幾微米以下小顆粒的準確測量，需要更換短焦距的聚焦透鏡。另外，多透鏡係統在測量樣品時，不同的激光器是依次開啟，而在幹法測量時，由於(yu) 顆粒隻能一次性通過樣品池，隻有一個(ge) 光源能被用於(yu) 測量，所以一般采用多透鏡技術的幹法測量的粒徑下限很難低於(yu) 250納米。
圖5
3、多方法混合係統
多方法混合係統指的是將激光衍射法與(yu) 其它方法混合而設計的粒度儀(yi) ，激光衍射法部分隻采用分布於(yu) 幾十度角度範圍的檢測器，再輔以其它方法如PCS等，一般幾微米以上用激光衍射法測量，而幾微米以下的顆粒用其它方法測量，理論上講粒徑下限取決(jue) 於(yu) 輔助方法的下限，這種方法的優(you) 點是成本低，總的測量範圍較寬，但因為(wei) 不同的方法所要求的Z佳的測量條件如樣品濃度等都不一樣，通常難以兼顧，另外由於(yu) 不同方法間存在的係統誤差，在兩(liang) 種方法的數據擬合區域往往較難得到理想的結果，除非測量前已經知道樣品粒徑隻落在衍射法範圍內(nei) 或輔助方法的範圍內(nei) 。另外多方法混合係統需采用兩(liang) 個(ge) 不同的樣品池，這對於(yu) 濕法測量來講不是問題，因為(wei) 樣品可以循環，但對幹法而言樣品隻能一次性通過樣品池而不能循環，不能用兩(liang) 種方法同時測量，因而多種方法混合係統在幹法測量時的粒徑下限隻能到幾百納米。
4、非均勻交叉大麵積補償(chang) 的寬角度檢測技術及反傅裏葉光路係統
非均勻交叉大麵積補償(chang) 的寬角度檢測及反傅裏葉光路係統是二十世紀九十年代後期發展起來的技術，采用反傅裏葉光路配置即樣品池置於(yu) 聚焦透鏡的後麵，這樣使檢測器在極大的角度範圍內(nei) 排列，一般真正物理檢測角度可達150度，從(cong) 而使采用單一透鏡測量幾十納米至幾千微米的樣品成為(wei) 可能，光路示意圖如圖6所示，在檢測器的設計上采用了非均勻交叉而且隨著角度的增大檢測器的麵積也增大的排列方式，既保證了大顆粒測量時的分辨率也保證了小顆粒檢測時的信噪比和靈敏度。無需更換透鏡及輔助其它方法就可測量從(cong) 幾十納米到幾千微米的顆粒，即使是幹法測量，其下限也可達到0.1微米。這種方法的缺點是儀(yi) 器的成本相對於(yu) 前麵的幾種方法而言偏高。开云体育kaiyun公司旗下濕法/幹法/幹濕兩(liang) 用/噴霧/在線等全係列开云体育kaiyun官网入口均是采用此技術。
圖6
三、 开云体育kaiyun官网入口的選購
开云体育kaiyun官网入口主要由光學檢測係統，分散進樣係統及控製分析軟件組成，而光學檢測係統又包括光源，光路及檢測器等關(guan) 鍵部分。在選擇开云体育kaiyun官网入口時要特別注意以下幾點：
1、 光源
光源主要有氦氖氣體(ti) 激光器和半導體(ti) 固體(ti) 激光器兩(liang) 種，氦氖激光器具有線寬窄，單色性*，不受供電電壓波動及溫度變化的影響，穩定性高，特別是近些年來密封等技術的發展，其使用壽命有了很大提高，所以雖然氦氖激光器存在體(ti) 積大，需高壓供電及價(jia) 格高的缺點，但仍然被一些儀(yi) 器采用。而半導體(ti) 激光器具有體(ti) 積小，供電電壓低，使用壽命較長，相對氦氖激光器而言價(jia) 格低等優(you) 點，但其單色性差，線寬寬，穩定性易受溫度變化及供電電源波動的影響等缺點也限製了它在儀(yi) 器中的應用。开云体育kaiyun旗下全係列开云体育kaiyun官网入口采用氦氖氣體(ti) 激光器。
2、 在光路配置上，前麵已有所提及，主要需要考慮的是儀(yi) 器是否有穩固的光學平台，是否有自動對光功能，是否無需更換透鏡就可以測量寬的粒徑範圍;如果需幹法測量，粒徑測量範圍下限是否能達到0.1微米而同時上限可達1000微米以上。开云体育kaiyun旗下全係列开云体育kaiyun官网入口采用一體(ti) 成型高穩定光學平台，具備自動對光功能，幹法0.1-1200um，濕法0.02-1200um。
3、 檢測器是开云体育kaiyun官网入口的Z關(guan) 鍵部件之一，好的檢測器成本有時會(hui) 占到整個(ge) 粒度儀(yi) 成本的四分之一以上，在ISO13320激光衍射法標準6.7節中特別提到檢測器對儀(yi) 器靈敏度和分辨率的影響，所以在選擇時不能隻考慮檢測器中檢測單元的數量，還要看檢測器的幾何形狀，排列方式，檢測單元的麵積及其真正的物理檢測角度。如上文原理介紹，开云体育kaiyun旗下全係列开云体育kaiyun官网入口采用非均勻交叉大麵積補償(chang) 的寬角度檢測及反傅裏葉光路係統，大麵積高靈敏檢測器，既保證了大顆粒測量時的分辨率也保證了小顆粒檢測時的信噪比和靈敏度。
4、樣品分散進樣係統是保證樣品正確分散和進樣的重要附件，濕法分散進樣器需要有內(nei) 置超聲和攪拌及足夠力量的循環泵是離心泵，幹法分散進樣器需要有振動進樣功能，氣流壓力可調。另外，在樣品測量過程中樣品有時會(hui) 不可避免地粘附在樣品池的窗口上，所以樣品池是否容易拆卸清潔也非常重要。开云体育kaiyun旗下濕法开云体育kaiyun官网入口內(nei) 置大功率超聲和高速攪拌，以及支持高速循環的離心泵，按壓式樣品窗支持快速拆洗；幹法激光粒度分析儀(yi) 采用震動進樣，文丘裏分散技術，靜音無油無水空壓機供應幹淨幹燥穩定氣流動力，大功率吸塵器負壓放噴濺和無樣品窗設計，性能穩定可靠。
5、 軟件是用於(yu) 儀(yi) 器控製和數據分析的，數據采集速度越快越好。在ISO13320標準中，特別提出如果顆粒粒徑小於(yu) 幾十微米，需采用米氏理論，輸入正確的樣品折射率和吸收率以便能獲得更為(wei) 準確的結果，所以在軟件中需要有一般物質的光學參數即折射率和吸收率的數據庫並能補充輸入這些光學參數。另外，數據輸出功能，用戶報告格式設計功能，量程擴展功能等也是*的因素。如果再有中文軟件和中文說明書(shu) ，對大部分中國用戶來說更是好的選擇。开云体育kaiyun旗下激光粒度分析儀(yi) 軟件簡便易操作，參數設置齊全，數據輸出和報告格式可自定義(yi) ，並且支持中英文操作及查看。
6、 後要提到的一點就是有關(guan) 开云体育kaiyun官网入口測量的準確度和重現性或精度等指標，這些指標應該是針對國家標準樣品的某些特征值(如D50等)，如果隻在儀(yi) 器樣本上簡單地標上或更小而不指明針對性，勢必會(hui) 誤導用戶，所以用戶在看到這些指標時，有必要確認其針對性和具體(ti) 含義(yi) 。