隨著激光和微電子技術應用到粒度測量領域,粒度分析在大大減輕勞動強度的同時,加快了樣品的檢測速度,提高了檢測結果的質量。激光粒度分析方法,因測量速度快、精度高及準確度好等特點被人們普遍認同。
激光粒度分析儀顧名思義是利用激光具有的單色性和極強的方向性等特性對顆粒進行檢測的儀器,是全球范圍內公認的,快捷的顆粒測試儀器。
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激光粒度分析方法是近年來發展較快的一種測試方法,其主要特點是:
1)測量的粒徑范圍廣,可進行從納米到微米量級如此寬范圍的粒度分布。約為 :20nm ~ 2000μm , 某些情況下上限可達 3500μm;
2)適用范圍廣泛,不僅能測量固體顆粒 ,還能測量液體中的粒子;
3)重現性好,與傳統方法相比,激光粒度分析儀能給出準確可靠的測量結果;
4)測量時間快,整個測量過程1-2分鐘即可,某些儀器已實現了實時檢測和實時顯示,可以讓用戶在整個測量過程中觀察并監視樣品。
激光粒度分析的應用領域極為廣泛,如 :
1)醫藥中的粒度控制著藥物的溶解速度和藥效;
2)催化劑的粒度影響著生成反應效率 ;
3)制陶原料的粒度影響著燒結后的物理特性;
4)礦物的粒度影響著長途海運的安全;
5)食品的保質期受粒度影響;
6)橡膠原料粒度影響著其壽命;
7)電池原料的粒度影響著電池的充放電效率和壽命 ;
8)涂料、染料中的粒度影響著產品染色時的發色、光澤 、退色;
9)塑料原料的粒度影響著塑料的透明度和加工以及使用性能。
激光粒度分析儀的測量原理
當光線照射到顆粒上時會發生散射、衍射其衍射、散射光強度均與粒子的大小有關。觀測其光強度,可應用 Fraunhofer 衍射理論和 Mie 散射理論求得粒子徑分布(激光衍射/散射法)。
使用Mie散射理論進行計算光入射到球形粒子時可產生三類光:
類,在粒子表面、通過粒子內部、經粒子內表面的反射光;第二類,通過粒子內部而折射出的光;第三類,在表面的衍射光。
這些現象與粒子的大小無關,全都可以作為光散射處理。一般地,光散射現象可以用經 Maxwell電磁方程式嚴密解出的 Mie 散射理論說明。