лазерный анализатор размера частиц

Во-первых, основная концепция анализа размера частиц (1) частиц: с определенным размером и формой мелких объектов, является основной единицей состава порошка. Он очень маленький, но микроскопический, но содержит много молекул и атомов, (2) размер частиц: размер частиц, (3) распределение частиц по размерам: определенный способ отразить серию частиц с разным размером частиц, соответственно, процентное содержание общего порошка; (4) представление распределения частиц по размерам: табличный метод (интервальное распределение и накопительное распределение), графический метод, функциональный метод, общее распределение RR, нормальное распределение; (5) размер частиц: диаметр частиц (обычно в микронах как единица измерения; (6) Эквивалентный размер частиц: когда частицы с физическими свойствами и однородные сферические частицы одинаковы или похожи, мы используем прямой диаметр сферических частиц для представления диаметра фактических частиц; (7) D10 кумулятивное распределение 10% соответствующего размера частиц; D50, совокупное распределение процента достигло 50% соответствующего размера частиц; также известный как средний или средний размер частиц; D90, совокупное распределение процента достигло 90% соответствующего размера частиц; D (4,3) объемный или среднемассовый размер частиц, во-вторых, обычно используемый метод измерения размера частиц (1) метод просеивания (2) метод осаждения (метод гравитационного осаждения, метод центробежного осаждения) (3) метод сопротивления (счетчик частиц Курта) ) (4) Метод микроскопии (изображения) (5) Электронная микроскопия (6) Ультразвуковой метод (7) Метод дыхания (8) Метод лазерной дифракцииДостоинства и недостатки различных методовСитовой метод: Преимущества: простое, интуитивно понятное, низкая стоимость оборудования, обычно используемого в образцах размером более 40 мкм. Недостатки: нельзя использовать для мелких образцов размером 40 мкм; результаты человеческого фактора и деформации сита более сильное воздействие. Микроскоп: Преимущества: простой, интуитивно понятный, может быть морфологический анализ. Недостатки: медленный, плохой представитель, не может измерить ультратонкие частицы. Метод седиментации (включая гравитационное и центробежное осаждение): Преимущества: простота в эксплуатации, прибор может работать непрерывно, низкая цена, точность и повторяемость лучше, диапазон испытаний больше. Недостатки: время испытаний больше. Метод сопротивления: Преимущества: простота в эксплуатации, общее количество частиц может быть измерено, эквивалентная концепция, четкая, быстрая, хорошая точность. Недостатки: диапазон испытаний мал, легко блокируется частицами, среда должна обладать строгими электрическими характеристиками. Электронная микроскопия: Преимущества: подходит для испытаний ультрадисперсных частиц или даже наночастиц, высокое разрешение. Недостатки: меньше выборки, плохое представление, инструмент дорогой. Ультразвуковой метод: Преимущества: прямое измерение высоких концентраций пульпы. Недостатки: низкое разрешение. Метод вентиляции: Преимущества: цены на приборы низкие, не нужно разгонять образец, магнитные частицы могут быть измерены порошком. Недостатки: можно получить только средний размер частиц, невозможно измерить распределение частиц по размерам. Лазерный метод: Преимущества: простота в эксплуатации, быстрое тестирование, диапазон испытаний, повторяемость и точность, и может быть измерено в режиме онлайн и сухим. Недостатки: на результаты, которые влияет модель распределения, выше стоимость прибора. В-третьих, основной принцип лазерного анализатора размера частицЛазерная дифракционная технология началась с малоуглового рассеяния, поэтому эта технология также имеет следующее название: метод дифракции Фраунгофера ( Приблизительно) метод положительного рассеяния света. Метод малоуглового лазерного рассеяния (LALLS). В настоящее время этот диапазон технологий был расширен, чтобы включить рассеяние света в более широком диапазоне углов, в дополнение к приближенной теории, такой как дифракция Фраунгофера и нерегулярная дифракция, и Теория Ми в настоящее время используется производителями приборов Теория как одно из важных преимуществ ее продуктов. Теория Микки названа в честь немецкого ученого. Он описывает однородные сферические частицы в однородной, не поглощающей среде и ее окружение в пространстве излучения, частицы могут быть полностью прозрачными или могут быть полностью поглощены. Теория Миллера описывает, что рассеяние света является явлением резонанса. Если конкретная длина волны луча встречается с частицей, частица создает электромагнитные колебания на той же частоте, что и источник испускаемого света, независимо от длины волны света, диаметра частиц и показателя преломления частиц и среды. Частицы настраиваются и принимаются на определенной длине волны, а энергия переизлучается в рамках определенного пространственного углового распределения, а также реле. Согласно теории Ми, можно создавать множественные колебания с различной вероятностью, и существует определенная связь между сечением оптического воздействия и размером частиц, длиной волны света и показателем преломления частиц и среды. , Если вы используете теорию Ми, вы должны знать показатель преломления и коэффициент поглощения образца и среды. Теория Фраунгофера названа в честь немецкого физика Франко и Фейдера, которая основана на рассеянии на краю зерна и может только наноситься на полностью непрозрачные частицы и малые углы рассеяния. Когда размер частиц меньше или равен длине волны, предположение Фраунгофера о том, что коэффициент экстинкции постоянен, больше не применимо (это приближение теории Ми, то есть игнорирование теории воображаемых подмножеств Ми и игнорирование света коэффициент рассеяния и коэффициент поглощения, то есть все диспергирующие и дисперсионные оптические параметры установлены на 1, математическая обработка намного проще, цвет материала и мелких частиц также гораздо большая погрешность. Приблизительная теория Микки неприменима к эмульсия). Лазерный анализатор размера частиц основан на явлении дифракции света, когда свет проходит сквозь частицы, когда явление дифракции (его сущность заключается во взаимодействии электромагнитных волн и веществ). Угол дифрагированного света обратно пропорционален размеру частицы. Различные размеры частиц, проходящих через лазерный луч, когда дифракционный свет будет падать в разных положениях, информация о местоположении отражает размер частицы; те же крупные частицы через лазерный луч, когда дифракционный свет попадет в одно и то же положение. Информация об интенсивности дифрагированного света отражает процентное содержание частиц одинакового размера в образце. Метод лазерной дифракции использует серию фотоприемников для измерения интенсивности дифрагированного света под разными углами размера частиц частицы, используя Дифракционная модель, через математическую инверсию, а затем распределение частиц по размерам образца. И интенсивность дифрагированного света, полученная детектором положения, дает процентное содержание соответствующего размера частиц. Зависимость интенсивности дифрагированного света от частиц уменьшается с уменьшением размера частиц. Когда частицы составляют всего несколько сотен нанометров, интенсивность дифракции почти полностью зависит от угла, то есть дифрагированный свет в это время распределяется в широком диапазоне углов, а интенсивность света на единицу площади очень слабая, что увеличивает трудность обнаружения. Измерение образцов с размером частиц менее 1 мкм и широкими диапазонами (от десятков нанометров до нескольких тысяч микрометров) является ключом к лазерному дифракционному гранулятору. В общем, используются следующие методы и конфигурации оптического пути: 1, технология мультилинзы. Система мультилинзы была широко распространена до 1980-х годов, с использованием конфигурации оптического пути Фурье, где ячейка образца была расположена перед фокусирующей линзой и оснащен несколькими различными фокусными расстояниями объектива для размещения различных диапазонов размеров частиц. Преимущество заключается в простоте конструкции, ее необходимо распределять только в диапазоне десятков градусов детектора фокальной плоскости, а стоимость низкая. Недостатком является то, что если размер образца большой, когда необходимо заменить линзу, результаты разных линз необходимо разделить, так как для некоторого неизвестного размера частиц образца с помощью линзы измерение может привести к потере сигнала или из-за изменений процесса, вызванных Из-за изменений в размере выборки невозможно своевременно отразить.2, технология многолучевого освещенияТехнология многократного источника света также используется в конфигурации оптического пути Фурье, что ячейка образца перед фокусирующей линзой, как правило, распределяется только в диапазоне десятков детектора угла в градусах, чтобы увеличить относительный угол детектирования, чтобы детектор мог принимать мелкие частицы, отклоняя оптический сигнал и размещая первый или второй лазер под разными углами относительно оптической оси первого источника света. Преимущество этого метода заключается в том, что это всего лишь детектор, который распределен по нескольким десяткам градусов, а стоимость его низкая. Диапазон измерения, особенно верхний предел, может быть широким. Недостатком является то, что детектор малой площади, распределенный в диапазоне малых углов, также используется для измерения малых частиц, поскольку мелкие частицы дифрагированного света в единичной области сигнала слабы, что приводит к образованию мелких частиц, когда отношение сигнал / шум уменьшается, поэтому система с несколькими источниками света в диапазоне измерений более 1500 микрон или около того, чтобы гарантировать, что несколько микрон Следующие мелкие частицы точного измерения, необходимо заменить короткое фокусное расстояние фокусного объектива , Кроме того, в системе измерения нескольких линз при измерении образцов включаются различные лазеры, а при сухом измерении, поскольку частицы могут проходить только через пул образцов, для измерения можно использовать только один источник света, поэтому общее использование мультилинзовой технологии Нижний предел сухого размера составляет менее 250 нм.3, мульти-метод гибридной системы. Мульти-метод гибридной системы относится к методу лазерной дифракции и другим методам смешивания конструкции анализатора размера частиц лазера дифракционная часть распределения составляет всего несколько десятков градусов диапазона детектора, а затем дополняется другими методами, такими как PCS, обычно несколько микрон. Вышеуказанное измеряется с помощью лазерной дифракции, а частицы ниже нескольких микрон измеряются другими методами. Теоретически, нижний предел размера частиц зависит от нижнего предела вспомогательного метода. Преимущество этого метода заключается в том, что стоимость низкая, а общий диапазон измерений широкий. Лучшие условия измерения, требуемые этим методом, такие как концентрация образца, не одинаковы, их часто трудно сбалансировать, и в дополнение к Из-за систематической погрешности между различными методами часто трудно получить желаемый результат в области подбора данных двух методов, если только не известно, что размер частиц образца находится только в пределах диапазона дифракционного метода или в пределах диапазона вспомогательного метода. Кроме того, для мульти-методической системы смешивания требуются две разные ячейки для образцов, что не является проблемой для мокрого измерения, поскольку образец может быть переработан, но образец может циркулировать только через ячейку для сухого процесса. Метод одновременного измерения Таким образом, различные методы смешанной системы при сухом измерении нижнего предела размера частиц могут составлять только сотни нанометров.4, неравномерная компенсация по ширине для технологии широкоугольного детектирования и антифурье-оптической системы. обнаружение угла неравномерной компенсации поперечной области и оптическая система против Фурье были разработаны в конце 1990-х годов. Конфигурация оптического пути против Фурье используется для размещения ячейки за фокусирующей линзой. В очень широком диапазоне углов общий физический угол обнаружения составляет до 150 градусов, так что одна линза измеряет от десятков нанометров до нескольких тысяч Микрон образца возможен, оптическая принципиальная схема показана в конструкции детектора. При использовании неравномерного поперечного сечения и с увеличением размера области детектора также увеличилось расположение, как для обеспечения разрешения крупных частиц при измерение также обеспечивает малое отношение частиц к уровню шума и чувствительность. Нет необходимости заменять линзу и другие методы могут быть измерены от десятков нанометров до нескольких тысяч микрон частиц, даже при сухом измерении нижний предел может достигать 0,1 микрона. Недостаток этого подхода заключается в том, что стоимость прибора высока по сравнению с предыдущими методами. Лазерный луч, испускаемый лазером, фокусируется микроскопом, фильтром с точечным отверстием и коллиматорной коллимацией в параллельный луч диаметром около 10 мм, пучок облучается на частицы, которые должны быть измерены, часть света рассеивается, листовая линза, излучение на радио- и телевизионную матрицу детекторов. Поскольку радио и телевизионный детектор находится в фокальной плоскости линзы Фурье, любая точка на детекторе соответствует определенному углу рассеяния. Матрица радио- и телевизионных детекторов состоит из серии концентрических колец, каждое из которых представляет собой отдельный детектор, способный линейно преобразовывать рассеянный свет, проецируемый на вышеуказанное, в напряжение и затем отправлять его на карту сбора данных, которая преобразует электрический сигнал. Увеличьте изображение после переключения A / D на компьютер. Теперь фактическая структура лазерного прибора для измерения размера частиц сыграла большую роль, но принцип тот же. В настоящее время люди пришли к следующим выводам: (1) измерения меньше чем 1 мм частиц, вы должны использовать теорию Ми; (2) измерять частицы размером более 1 мм, если нижний предел измерения прибора составляет менее 3 мм, прибор все еще использует теорию Ми или в распределении частиц по размерам 1 мм вблизи пика «из ничего» (3) Лазерный анализатор размера частиц может использовать дифракционную теорию условий: нижний предел измерения прибора больше 3 мм или измеряемая частица s являются абсорбирующим типом, и размер частиц превышает 1 мм; (4) как универсальный лазерный анализатор размера частиц, если нижний предел измерения составляет менее 1 мм, независимо от того, используется ли он для измерения крупных или мелких частиц, следует использовать теорию Ми. В-пятых, состав лазерного анализатора размера частиц. Источник света (обычно лазер) используется для получения монохроматического, когерентного и параллельного пучка; блок обработки пучка представляет собой усилитель пучка с интегрирующим фильтром, который генерирует пучок расширенных, почти идеальных световых пучков для освещения диспергированных частиц (когерентный источник сильного света с фиксированной длиной волны, газовый лазер He-Ne (λ = 0,63) гм). Диспергатор частиц (мокрый и сухой). Измерить спектр рассеяния детектора (большое количество фотодиодов). Компьютер (для управления оборудованием и расчета распределения частиц по размерам). Благодаря технологическим достижениям нижний предел измерения может составлять 0,1 мкм, некоторые до 0.02umSix, этапы тестовой операции1, подготовка оборудования для установки и диспергирования жидкости (газа) 2, проверка образцов, подготовка, дисперсия и концентрация образцов, проверка диапазона размеров частиц и формы частиц и наличия полной дисперсии; 3, измерение ( выберите соответствующую оптическую модель) 4, ошибка диагностической системы измерения погрешности (отклонения), может возникнуть из-за неправильной подготовки образца, отклонение от теоретического предположения ns частиц и / или из-за неправильной работы и работы прибора, вызванных: Семь, обычно используемые лазерные измерители размера частицБританский лазерный анализатор размера частиц Malvern (за рубежом) Европа и США грамм лазерного анализатора размера частиц (Чжухай) Dandong лазерный анализатор размера частиц (Ляонин) Восемь, тестовый объект1. Все виды неметаллических порошков: вольфрам, легкий кальций, тальк, каолин, графит, волластонит, брусит, барит, порошок слюды, бентонит, диатомовая земля, глина и т. Д. 2. Все виды металлических порошков: такие как алюминиевый порошок, цинковый порошок, порошок молибдена, порошок вольфрама, порошок магния, порошок меди и редкоземельного металла, порошок сплава. Другие порошки: такие как катализатор, цемент, абразив, лекарства, пестициды, продукты питания, краски, красители, люминофор, речной осадок, керамическое сырье, различные эмульсии.
Источник: Meeyou Carbide