激光粒度分析仪测试方法及原理

<p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">一、粒度分析的基本概念</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">（1）颗粒：具有一定尺寸和形状的微小物体，是组成粉体的基本单元，它宏观很小，但微观却包含大量的分子和原子；</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">（2）粒度：颗粒的大小</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">（3）粒度分布：用一定的方法反映出一系列不同粒径颗粒分别占粉体总量的百分比</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">（4）粒度分布的表示方法：表格法（区间分布和积累分布），图形法，函数法，常见的有R-R分布，正态分布等；</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">（5）粒径：颗粒的直径，一般以微米为单位；</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">（6）等效粒径；指当一个颗粒的某一物理特性与同质球形颗粒相同或相近时，我们就用该球形颗粒的直径来代表这个实际颗粒的直径；</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">（7）D10，累积分布百分数达到10％所对应的粒径值；</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">l D50，累积分布百分数达到50％时所对应的粒径值，又称中位径或中值粒径；</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">l D90，累积分布百分数达到90％所对应的粒径值；</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">l D（4,3）体积或质量粒径平均值；</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">二、常用的粒度测量方法</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">（1） 筛分法</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">（2） 沉降法（重力沉降法，离心沉降法）</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">（3） 电阻法（库尔特颗粒计数器）</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">（4） 显微镜（图像）法</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">（5） 电镜法</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">（6） 超声波法</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">（7） 透气法</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">（8） 激光衍射法</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">三、各种方法的优缺点</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">1、筛分法：优点：简单、直观、设备造价低、常用于大于40μm的样品。缺点：不能用于40μm以细的样品；结果受人为因素和筛孔变形影响较大。</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">2、显微镜法：优点：简单、直观、可进行形貌分析。 缺点：速度慢、代表性差，无法测超细颗粒。</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">3、沉降法（包括重力沉降和离心沉降）：优点：操作简便，仪器可以连续运行，价格低，准确性和重复性较好，测试范围较大。 缺点：测试时间较长。</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">4、电阻法：优点：操作简便，可测颗粒总数，等效概念明确，速度快，准确性好。 缺点：测试范围较小，小孔容易被颗粒堵塞，介质应具备严格的导电特性。</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">5、电镜法：优点：适合测试超细颗粒甚至纳米颗粒、分辨率高。 缺点：样品少、代表性差、仪器价格昂贵。</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">6、超声波法：优点：可对高浓度浆料直接测量。 缺点：分辨率较低。</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">7、透气法：优点：仪器价格低，不用对样品进行分散，可测磁性材料粉体。 缺点：只能得到平均粒度值，不能测粒度分布。</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">8、激光法：优点：操作简便，测试速度快，测试范围大，重复性和准确性好，可进行在线测量和干法测量。 缺点：结果受分布模型影响较大，仪器造价较高。</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">四、粒度<span style="color: #236fa1;"><a style="color: #236fa1;" title="激光粒度仪" href="https://www.kexingtest.com/instrument/detail?id=129" target="_blank" rel="noopener">激光粒度仪</a></span>的原理</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">激光粒度仪是通过测量颗粒群的衍射光谱经计算机处理来分析其颗粒分布的。它可用来测量各种固态颗粒，雾滴，气泡及任何两相悬浮颗粒状物质的粒度分布，测量运动颗粒群的粒径分布。它不受颗粒的物理化学性质的限制。该类仪器因具有超声，搅拌，循环的样品分散系统，所以测量范围广（测量范围可0.02··——2000微米，有的甚至更宽）；自动化程度高；操作方便；测试速度快；测量结果准确，可靠，重复性好。可广泛用于石油化工，陶瓷，染料，水泥，煤粉，研磨材料，金属粉末，泥沙，矿石，雾滴，乳浊液等粒度的测定。</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">激光粒度仪的测试方法可以分为干法和湿法两种。</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">l 干法使用空气作为分散介质，利用紊流分散原理，能够使样品颗粒得到充分分散，被分散的样品再导入光路系统中进行测试。</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">l 湿法则是把样品直接加入到水或者乙醇等分散介质中进行分散，然后再经过光路系统，计算出粒径分布。干、湿两种测试方法由于分散介质不同，测试结果会存在差异。</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">目前，物质在干燥分散状态下的粒度测定越来越多的被湿法或者液体分散方法取代。但是，用激光粒度仪的干法测定物质的粒度仍然有以下几个优点：</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">（1）如果物料是在干燥状态下加工合成，那么用干法测定其粒度比湿法更具有代表性；</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">（2）对于某些物料来说，干法是选择，因为这些物料会溶解在常见的分散剂中或者分散后由于水合作用使颗粒大小发生了变化；</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">（3）一般来说，干法测定比湿法测定更快速，可以在短时间内测定更多的样品。对于获得粗略的或者多分散样品的可重现的结果特别有用。</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">激光粒度测试中，并不是每个样品都适合用干法测定。非常细（粒径非常小）或者有粘性的样品可能更适合于湿法测量，因为可能需要表面活性剂或者其他分散剂来实现样品完全和可重现的分散。由于干法的分散机制更具有破坏性，所以可能不适合极易破碎的样品。综上，尽管可以使用干法测定样品量非常少的样品，但通常使用湿法测定以获得更好的结果重现性。</p>