レーザー粒度分布計

まず、粒径分析（1）粒子の基本的な概念は、小さなオブジェクトの特定のサイズと形状で、粉末の組成の基本単位です。それは非常に小さいですが、微視的ですがたくさんの分子と原子を含んでいます;（2）粒子サイズ：粒子のサイズ;（3）粒子サイズ分布：それぞれ一連の異なる粒子サイズの粒子を反映するある方法全粉末のパーセンテージ;（4）粒度分布の表現：表法（区間分布と累積分布）、グラフ法、関数法、共通RR分布、正規分布;（5）粒径：粒子の直径（通常ミクロン単位）（6）等価粒径：物理的性質の粒子と同質または同質の球状粒子の場合、実際の粒子の直径を表すために球状粒子の直径を使用する。対応する粒径の１０％の累積分布。 Ｄ５０、百分率の累積分布は対応する粒径の５０％に達した。中央粒径または中央粒径とも呼ばれます。 Ｄ９０、百分率の累積分布は対応する粒径の９０％に達した。 D（4,3）体積または質量平均粒径;第二に、一般的に使用されている粒度測定方法（1）ふるい分け方法（2）沈降法（重力沈降法、遠心沈降法）（3）抵抗法（カート粒子計数器） ）（4）顕微鏡（画像）法（5）電子顕微鏡法（6）超音波法（7）通気法（8）レーザー回折法さまざまな方法の長所と短所篩方法：長所：簡単、直感的、低コスト40μmより大きいサンプルでは。デメリット：40μmの細かいサンプルには使用できません。人的要因による結果と大きな影響のふるい変形。顕微鏡：利点：シンプルで直感的な、形態素解析することができます。デメリット：低速、貧弱な代表、超微粒子を測定することができません。沈降法（重力沈降と遠心沈降を含む）：利点：操作が簡単、機器は連続的に実行することができ、低価格、精度と再現性が優れている、テスト範囲大きいです。短所：テスト時間が長くなります。抵抗法：長所：操作が簡単で、粒子の総数を測定できます。同等の概念が明確で、速く、正確です。デメリット：テスト範囲が狭く、パーティクルによってブロックされやすいため、メディアには厳密な電気特性が必要です。電子顕微鏡検査：利点：超微粒子、さらにはナノパーティクル、高解像度のテストに適しています。デメリット：サンプルが少ない、表示が悪い、機器が高価。超音波法：利点：パルプの高濃度を直接測定。短所：低解像度。換気方法：長所：機器の価格が安く、サンプルを分散させる必要がない、磁性粒子は粉末を測定することができます。デメリット：平均粒径しか得られず、粒度分布を測定できない。レーザー法：利点：操作が簡単、迅速な試験、試験範囲、再現性および正確性、そしてオンラインおよびドライで測定可能。デメリット：分布モデルの影響を受ける結果、機器のコストが高くなります。第三に、レーザー粒度分布計の基本原理レーザー回折技術は小角散乱で始まったので、この技術はまた次の名前を持っています。フラウンホーファー回折法近似的に正の光散乱法小角レーザー散乱法（LALLS）現在では、フラウンホーファー回折や不規則回折などの近似理論に加えて、より広い角度範囲内での光散乱を含むようにこの範囲の技術が拡張されています。ミー理論は現在、その製品の重要な利点の1つとして、機器メーカーの理論によって使用されています。ミッキーの理論はドイツの科学者にちなんで名付けられました。それは、均一な非吸収性媒体中の均一な球状粒子および放射の空間内のその周囲を記載しており、粒子は完全に透明であり得るかまたは完全に吸収され得る。ミレリアン理論は、光散乱が共鳴現象であると述べている。ビームの特定の波長が粒子に遭遇すると、粒子は、光の波長、粒子直径、粒子および媒体の屈折率に関係なく、放出された光源と同じ周波数で電磁振動を発生させる。粒子は特定の波長で調整されて受け取られ、エネルギーはリレーと同様に特定の空間角度分布内で再放出される。ミー理論によれば、様々な確率の多重振動を生じさせることが可能であり、光学作用の断面積と粒径、光の波長と粒子および媒質の屈折率との間には一定の関係がある。 。 Mie理論を使用する場合は、サンプルと媒質の屈折率と吸収係数を知っておく必要があります。Fraunhofer理論はドイツの物理学者Franco and Faderにちなんで名付けられました。完全に不透明な粒子と小さな散乱角に適用できます。粒子サイズが波長以下の場合、消衰係数が一定であるというフラウンホーファーの仮定は適用できなくなります（これはMie理論の近似、つまり虚サブセットのMiの理論を無視し、光を無視することです）。散乱係数および吸収係数、すなわちすべての分散剤および分散光学パラメータが１に設定され、数学的処理がはるかに簡単になり、材料の色および小粒子もはるかに大きい誤差になる。レーザー粒度分布計は、回折現象（その本質は電磁波と物質の相互作用である）ときに粒子を通過するときの光回折現象に基づいています。回折光の角度は粒子の大きさに反比例します。回折光が異なる位置にあるときにレーザービームを通過する粒子の大きさが異なると、位置情報は粒子の大きさを反映します。回折光が同じ位置に落ちるときに同じ大きな粒子がレーザービームを通過する。回折光強度の情報は、試料中の同じサイズの粒子の割合を反映する。レーザー回折法は、一連の光検出器を使用して、粒子の粒子サイズの異なる角度で回折光の強度を測定する。位置検出器が受け取る回折光強度は、対応する粒子サイズの百分率含有量を与える。粒子に対する回折光強度の依存性粒径の減少と共に減少する。粒子が数百ナノメートルと小さい場合、回折強度は角度、すなわちこのときの回折光にほぼ完全に依存し、単位面積当たりの光強度は非常に弱い。これは検出の難しさを増します。1umと広い粒子サイズ範囲（数十ナノメートルから数千マイクロメートル）の下のサンプルの測定はレーザー回折造粒機への鍵です。一般的に、以下の技術と光路構成が使用される：１、マルチレンズ技術 - マルチレンズシステムは、サンプルセルが集束レンズの前に配置されるフーリエ光路構成を使用して、１９８０年代以前に広く採用された。さまざまな粒径範囲に対応するために、レンズのさまざまな焦点距離を備えています。利点は単純な設計であり、焦点面検出器の数十度範囲に分布させるだけでよく、コストは低い。不利な点は、レンズを交換する必要があるときにサンプルサイズが広い場合、レンズ測定によるサンプルの粒子サイズが不明なため、またはプロセスの変更が原因で、異なるレンズの結果を分割する必要があることです。サンプルサイズの変化によってタイムリーに反映することはできません。2、マルチライト技術マルチ光源技術は、集束レンズの前のサンプルセル、一般的に数十の範囲でのみ分布するフーリエ光路構成でも使用されます検出器が光信号を回折させ、第１または第２のレーザを第１の光源の光軸に対して異なる角度で配置することができるように、相対検出角度を増加させるために、角度検出器。この技術の利点は、それが数十度にわたって分布している検出器だけであり、そしてコストが低いことである。測定範囲、特に上限は広くすることができます。不利な点は、信号の単位面積内の小さい回折光の粒子が弱いために小さい角度範囲に分布した小さい領域の検出器が小さい粒子の測定にも使用され、信号対雑音比が小さいときに小さい粒子が生じることである。これは、マルチ光源システムが1500ミクロン以上の測定範囲で、数ミクロンを保証する理由です。正確な測定の次の小さな粒子は、フォーカスレンズの短い焦点距離を交換する必要性。さらに、マルチレンズシステムではサンプルの測定、さまざまなレーザーの点灯、乾式測定では、粒子はサンプルプールを通過することしかできないため、測定に使用できる光源は1つだけです。マルチレンズ技術の一般的な使用乾燥サイズの下限は250 nm未満です。3、マルチメソッドハイブリッドシステムマルチメソッドハイブリッドシステムは、レーザー回折法と粒径分析器、レーザーの設計を混合する他の方法を指します分布の回折部分は検出器のほんの数十度の範囲であり、その後ＰＣＳのような他の方法により補完され、一般に数ミクロン上記はレーザー回折により測定され、そして数ミクロン以下の粒子は他の方法により測定される。理論的には、粒径の下限は補助方法の下限に依存する。この方法の利点は、コストが低く、全体の測定範囲が広いことです。サンプルの濃度など、この方法で必要とされる最良の測定条件は、バランスを取ることが困難であることが多く、異なる方法間の系統的誤差、試料の粒径が回折法の範囲内または範囲内に収まることが知られていない限り、２つの方法のデータフィッティング領域において所望の結果を得ることはしばしば困難である。補助メソッドの。加えて、マルチメソッドミキシングシステムは２つの異なるサンプルセルを必要とし、これはサンプルをリサイクルすることができるので湿式測定にとって問題ではないが、サンプルは乾式プロセスのためにサンプルセルを通して循環させることしかできない。したがって、粒径の下限の乾式測定におけるさまざまな方法の混合システムは、数百ナノメートルにしかなり得ない4。、広角検出技術および反フーリエ光学システムのための不均一なクロスワイド補償非一様なクロスワイドエリア補償の角度検出およびアンチフーリエ光学システムは、１９９０年代後半に開発された。アンチフーリエ光路構成は、集束レンズの後ろにセルを配置するために使用されます。非常に広い範囲の角度で、最大150度の一般的な物理的検出角度です。可能なサンプルのミクロン、検出器の設計に示されている光学概略図不均一なクロスの使用と検出器領域のサイズの増加にともなって大きな粒子の分解能が確実にこの測定はまた、小さい粒子検出信号対雑音比および感度を保証する。レンズを交換する必要はなく、他の方法でも数十ナノメートルから数千ミクロンの粒子まで測定でき、乾式測定でも、下限は0.1ミクロンに達することがあります。この方法の欠点は、装置のコストが以前の方法と比較して高いことである。レーザーから発せられたレーザービームは顕微鏡、ピンホールフィルターおよびコリメーターコリメーションによって直径約10 mmの平行ビームに集束される。ビームが測定される粒子に照射され、光の一部が散乱され、リーフレンズ、ラジオおよびテレビ検出器アレイへの放射。ラジオおよびテレビ検出器はフーリエレンズの焦点面上にあるので、検出器上の任意の点は特定の散乱角に対応する。ラジオとテレビの検出器の配列は一連の同心円状の輪から成り、それぞれが上に投射された散乱光を電圧に線形に変換し、それを電気信号を変換するデータ取得カードに送ることができる別々の検出器です。レーザー粒度計の実際の構造が大きく変化しましたが、同じ原則です。現在、人々は以下の結論に達しています。粒子の直径が1mmを超える場合は、ミー理論を使用する必要があります。（2）1mmを超える粒子を測定する場合、機器の測定下限が3mm未満の場合、機器は依然としてミー理論を使用するか、 「何もない」ピークに近い１ｍｍ；（３）レーザー粒度分布計は、条件の回折理論を使用することができる：機器の測定の下限は３ｍｍより大きい、または測定粒子sは吸収性タイプであり、粒径は1 mm以上である；（4）測定の下限が1 mm未満である限り、それが大きな粒子または小さな粒子を測定するために使用されるかどうか、第五に、レーザー粒度分布計の組成物光源（通常はレーザー）を使用して、単色のコヒーレントで平行なビームを生成する。ビーム処理ユニットは、分散粒子を照射するための拡大された、理想に近い光ビームを生成する積分フィルタを備えたビーム増幅器である（固定波長のコヒーレント強光源、Ｈｅ − Ｎｅガスレーザ（λ＝ ０．６３）。粒子分散器（湿式および乾式）検出器（多数のフォトダイオード）の散乱スペクトルを測定するコンピュータ（装置の制御および粒度分布の計算用）技術的進歩により、測定の下限は0.1umになることがあります。最大0.02um 6、テスト操作ステップ1、液体（気体）を設置して分散させるための機器の準備2、サンプル検査、準備、分散およびサンプル濃度で粒度範囲と粒子形状をチェックし、完全分散かどうか3、測定（測定）適切な光学モデルを選択してください）4、測定誤差（偏差）の診断システムからの誤差は、誤ったサンプル調製、理論的仮定からの偏差から来ることができます粒子のnsおよび/または装置の不適切な操作や操作によるもの; 7つの一般的に使用されるレーザー粒度計メーカーイギリスMalvernレーザー粒度分析計（海外）ヨーロッパおよび米国グラムのレーザー粒度分析計（Zhuhai）Dandongレーザー粒度分布計（遼寧省）八、試験対象物１。非金属粉末のすべての種類：タングステン、軽質カルシウム、タルク、カオリン、グラファイト、珪灰石、ブルーサイト、バライト、雲母粉末、ベントナイト、珪藻土、粘土など。いろいろな種類の金属の粉：アルミニウム粉、亜鉛粉、モリブデン粉、タングステン粉、マグネシウム粉、銅粉および希土類金属粉、合金の粉のような。その他の粉末：触媒、セメント、研磨剤、薬品、農薬、食品、塗料、染料、リン、河川堆積物、セラミック原料、各種エマルジョンなど。
ソース：Meeyou Carbide