激光粒度儀測試數據漂移的機理

激光粒度儀是一種應用最為廣泛的粒度檢測設備。它的測試原理是依據光的散射現象：光在行進過程中遇到顆粒時，將有一部分偏離原來的傳播方向，這種現象稱為光的散射或者衍射。顆粒尺寸越小，散射角越大;顆粒尺寸越大，散射角越小。激光粒度儀就是根據光的散射現象測量顆粒大小的(參考下圖)。

　　激光粒度儀的主要部件構成圖如下所示：

　　激光粒度儀的主要優點是量程大、測試重復性好、操作便捷。但是作為一種光學儀器，日常的測試操作和維護保養依然細心應對，否則會影響測試結果的可靠性。

　　大家對激光粒度儀工作原理和結構有了一個初步的了解后，會更容易理解我們接下來的正題。下面我們將介紹一些會導致激光粒度儀數據漂移的常見問題：

　　1、鏡頭和測試窗口玻璃污染

　　光學儀器的鏡頭污染是常見故障。激光粒度儀作為粉體檢測設備，常常會面對多塵環境，測試窗口鏡片則是會直接接觸粉體樣品的光學器件。聚焦透鏡或者準直透鏡等光學鏡片受到使用環境中的浮塵污染或者發生霉菌污染，會使純凈的測量光束產生雜散光。這些雜散光會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直接產生較強的散射光。因此，光學鏡片污染是激光粒度儀測試結果漂移的首要元兇。應對辦法主要是盡量讓儀器處于干燥無塵的工作環境。經常按照操作規程清洗鏡片，保證光學鏡片的清潔。

　　2、激光光路偏移

　　激光器是會發熱的器件，工作周期內，它們會周而復始的發熱-降溫-發熱。任何物體都會有熱脹冷縮現象，幾何尺寸會隨溫度變化而變化。而激光粒度儀光路裝配精度要求非常高，隨著儀器使用周期延長，光路幾乎不可避免的會出現偏移現象。光路偏移，會導致測量光束光能衰減、探測器排布角度發生漂移，從而導致測量數據漂移。應對這個問題主要靠儀器制造商從儀器設計上盡量減少出現光路偏移的可能性，同時定期校準光路也是非常重要的辦法。

　　3、進樣系統的循環、分散效能波動

　　這個環節導致的數據漂移比較隱蔽，所以容易被忽視。樣品循環系統使用的介質特性、介質流速(干法儀器而言則是氣壓和氣流量)、超聲分散設備的工況、水泵轉速這幾個要點會明顯影響測試數據，需要細心關注。應對這些問題的主要辦法或者方法如下：

　　A、關注測試用水的質量，特別是那些以自來水為介質的用戶。

　　B、干法儀器用戶則需定期檢查和維護保養空壓機，空氣過濾裝置，收塵裝置。保證分散樣品的高壓空氣質量。

　　C、關注超聲分散設備功率輸出是否正常。

　　D、觀察進樣器的運轉情況，發現有轉速波動情況，及時維護。

　　4、光電探測器及其放大電路參數漂移

　　這類問題應該屬于儀器制造質量水平問題，，一般來說任何電子電路和光電探測器都有工況漂移問題，差別只是漂移量不同。這類問題通常儀器用戶自己是無法解決的，需要儀器制造商對儀器進行專門的電路工況系數校準。某些高水平的儀器，能夠自行校準自身電路工況漂移。

　　5、測量參數、測量條件變動

　　分析模型、樣品測量參數、測試環境(例如濕度、測試介質溫度等)都有可能影響測試數據。我們首先要保證測試的分析模型、樣品測量參數(特別是樣品折射率)選擇正確。測試環境的影響，視不同樣品和儀器工作環境不同，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。

　　6、其它類特殊情況影響

　　A、鏡片結霧問題。這個問題通常發生在春季潮濕季節或者是使用地下水做測試的用戶。測量窗口鏡片溫度遠低于室溫時，很容易結霧。這個是固有的物理現象，只能是提高測試介質溫度來解決。

　　B、激光器老化，導致光能波動大。這種情況需要更換激光器。

　　C、分散劑過期失效，這個問題比較隱蔽，但是也偶有遇到。應對辦法當然是關注分散劑保存環境及其保質期限。

　　上述內容應該說是涵蓋了大部分能夠導致激光粒度儀數據漂移的問題(不包括儀器功能性故障類問題)，希望能給所有的激光粒度儀用戶提供一點幫助。影響測試的細節很多，有不足之處也請大家海涵，歡迎多多指教。