лазерный анализатор размера частиц

Во-первых, основная концепция анализа размера частиц(1): частицы с определенным размером и формой малых объектов являются 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: определенным образом отражает ряд частиц разного размера, соответственно, процент от общего порошка; (4) представление распределения частиц по размерам: табличный метод (интервальное распределение и кумулятивное распределение), графический метод, метод функций, обычное распределение RR, нормальное распределение; (5) размер частиц: диаметр частиц , обычно в микронах как единица; (6) Эквивалентный размер частиц: когда частицы с физическими свойствами и однородные сферические частицы одинаковы или похожи, мы используем сферические частицы StraightDiameter для представления диаметра реальных частиц; (7) D10 , кумулятивное распределение 10% соответствующего размера частиц; D50, кумулятивное процентное распределение достигло 50% соответствующего размера частиц; также известный как медианный или медианный размер частиц; D90, кумулятивное процентное распределение достигло 90% соответствующего размера частиц; D (4,3) средний объемный или массовый 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 дифракцииПреимущества и недостатки различных методовСитовой метод: Преимущества: простой, интуитивно понятный, низкая стоимость оборудования, широко используется в образцах размером более 40 мкм. Недостатки: нельзя использовать для тонкой пробы 40 мкм; результаты человеческого фактора и деформации сита большего воздействия.Микроскоп: Преимущества: простой, интуитивно понятный, может быть морфологический анализ. Недостатки: медленный, плохой представитель, не может измерять сверхмелкие частицы. Метод осаждения (включая гравитационное и центробежное осаждение): преимущества: простота в эксплуатации, прибор может работать непрерывно, низкая цена, точность и повторяемость лучше, диапазон испытаний больше. Недостатки: время испытания больше. Метод сопротивления: Преимущества: простота в эксплуатации, можно измерить общее количество частиц, эквивалентная концепция четкая, быстрая, хорошая точность. Недостатки: малый диапазон испытаний, легко блокируется частицами, среда должна иметь строгие электрические характеристики. Электронная микроскопия: Преимущества: подходит для тестирования сверхмелких частиц или даже наночастиц, высокое разрешение. Недостатки: меньше образца, плохая репрезентативность, дороговизна прибора. Ультразвуковой метод: Преимущества: прямое измерение высоких концентраций пульпы. Недостатки: низкое разрешение. Метод вентиляции: Достоинства: цены на приборы низкие, не надо разгонять пробу, можно измерять магнитные частицы порошка. Недостатки: можно получить только средний размер частиц, нельзя измерить распределение частиц по размерам. Лазерный метод: Преимущества: простота в эксплуатации, быстрое испытание, диапазон испытаний, воспроизводимость и точность, а также возможность измерения онлайн и всухую. Недостатки: на результаты влияет модель распределения, тем выше стоимость прибора. В-третьих, основной принцип лазерного анализатора размера частиц. Технология лазерной дифракции началась с малоуглового рассеяния, поэтому эта технология также имеет следующее название: метод дифракции Фраунгофера ( Приблизительно) метод положительного рассеяния светаМетод малоуглового лазерного рассеяния (LALLS)В настоящее время этот диапазон технологий был расширен за счет включения рассеяния света в более широком диапазоне углов, в дополнение к приближенной теории, такой как дифракция Фраунгофера и нерегулярная дифракция, и Теория Ми сейчас используется производителями приборов Теория как одно из важных преимуществ их продуктов. Теория Микки названа в честь немецкого ученого. Он описывает однородные сферические частицы в однородной непоглощающей среде и ее окружение в пространстве излучения, частицы могут быть полностью прозрачными или полностью поглощаемыми. Теория Миллера описывает рассеяние света как явление резонанса. Если определенная длина волны луча сталкивается с частицей, частица производит электромагнитные колебания с той же частотой, что и излучаемый источник света, независимо от длины волны света, диаметра частицы и показателя преломления частиц и среды. Частицы настраиваются и принимаются на определенной длине волны, а энергия переизлучается в пределах определенного пространственного углового распределения, а также реле. Согласно теории Ми можно производить множественные колебания различной вероятности, причем существует определенная связь между сечением оптического действия 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 применяться к полностью непрозрачным частицам и малым углам рассеяния. Когда размер частиц меньше или равен длине волны, предположение Фраунгофера о постоянстве коэффициента экстинкции уже неприменимо (это аппроксимация теории Ми, то есть игнорирование теории мнимых подмножеств Ми и игнорирование световых коэффициент рассеяния и коэффициент поглощения, то есть все диспергирующие и дисперсионные оптические параметры установлены равными 1, математическая обработка намного проще, цвет материала и мелкие частицы также имеют гораздо большую погрешность.Приближенная теория Микки неприменима к эмульсия). Лазерный анализатор размера частиц основан на явлении дифракции света, когда свет проходит сквозь частицы, когда возникает явление дифракции (суть его заключается во взаимодействии электромагнитных волн и вещества). Угол дифрагированного света обратно пропорционален размеру частиц. Различные размеры частиц через лазерный луч, когда дифракционный свет будет падать в разных положениях, информация о местоположении отражает размер частиц; те же крупные частицы через лазерный луч, когда дифракционный свет будет падать в том же положении. Информация об интенсивности дифрагированного света отражает процентное содержание частиц одинакового размера в образце. В методе лазерной дифракции используется ряд фотодетекторов для измерения интенсивности дифрагированного света под разными углами размера частицы с использованием дифракционная модель, через математическую инверсию, а затем распределение частиц образца по размерам. А интенсивность дифрагированного света, полученная детектором положения, дает процентное содержание частиц соответствующего размера. Зависимость интенсивности дифрагированного света от частиц уменьшается с уменьшением размера частиц. Когда частицы размером всего в несколько сотен нанометров, интенсивность дифракции почти полностью зависит от угла, то есть дифрагированный свет в это время распространяется в широком диапазоне углов, и интенсивность света на единицу площади очень слабая, что увеличивает сложность обнаружения. Измерение образцов менее 1 мкм и широкого диапазона размеров частиц (от десятков нанометров до нескольких тысяч микрометров) является ключом к лазерному грануляторной дифракции. В целом, используются следующие методы и конфигурации оптического пути: 1, технология с несколькими линзами Система с несколькими линзами была широко распространена до 1980-х годов с использованием конфигурации оптического пути Фурье, в которой ячейка с образцом помещалась перед фокусирующей линзой и Оснащен несколькими линзами с различными фокусными расстояниями для размещения различных диапазонов размеров частиц. Преимущество заключается в простом дизайне, необходимо распределять только в диапазоне десятков градусов детектора фокальной плоскости, стоимость низкая. Недостатком является то, что если размер образца велик, когда необходимо заменить линзу, результаты разных линз должны быть разделены, поскольку для некоторого неизвестного размера частиц образца с измерением линзы может быть потерян сигнал или из-за вызванных изменений процесса. изменения размера образца не могут быть своевременно отражены. 2, технология нескольких источников света. Технология нескольких источников света также используется в конфигурации оптического пути Фурье, при которой ячейка образца перед фокусирующей линзой обычно распределяется только в диапазоне десятков детектор угла в градусах, чтобы увеличить относительный угол обнаружения, чтобы детектор мог принимать мелкие частицы, дифрагирующие оптический сигнал, и располагать первый или второй лазер под разными углами относительно оптической оси первого источника света. Преимущество этой методики в том, что это всего лишь детектор, распределенный по нескольким десяткам градусов, и низкая стоимость. Диапазон измерений, особенно верхний предел, может быть широким. Недостатком является то, что детектор малой площади, распределенный в диапазоне малых углов, также используется для измерения малых частиц из-за того, что мелкие частицы дифрагированного света на единице площади сигнала слабы, что приводит к появлению мелких частиц при соотношении 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 фокусной линзы . Кроме того, многолинзовая система при измерении образцов включает 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 многолинзовой технологии Нижний предел сухого размера составляет менее 250 нм.3, многометодная гибридная системаМногометодная гибридная система относится к методу лазерной дифракции и другим методам смешивания конструкции анализатора размера частиц, лазера дифракционная часть распределения всего в нескольких десятках градусов диапазона детектора, а затем дополняется другими методами, такими как PCS, как правило, в несколько микрон. Вышеупомянутое измеряется с помощью лазерной дифракции, а частицы менее нескольких микрон измеряются другими методами. Теоретически нижний предел размера частиц зависит от нижнего предела вспомогательного метода. Преимущество этого метода заключается в низкой стоимости и широком диапазоне измерений. Наилучшие условия измерения, требуемые методом, такие как концентрация образца, неодинаковы, их часто трудно сбалансировать, и в дополнение к систематическая ошибка между различными методами, часто бывает трудно получить желаемый результат в области подбора данных двух методов, если только не известно, что размер частиц образца попадает только в диапазон метода дифракции или в диапазон вспомогательного метода. Кроме того, для многофункциональной системы смешивания требуются две разные ячейки для образцов, что не является проблемой при мокром измерении, поскольку образец может быть переработан, но образец может циркулировать через ячейку для образцов только в случае сухого процесса. Метод одновременного измерения , поэтому различные методы смешанной системы при сухом измерении нижнего предела размера частиц могут составлять только сотни нанометров.4, неравномерная поперечная компенсация для широкоугольной технологии обнаружения и анти-Фурье оптическая система. угловое обнаружение неравномерной поперечной компенсации и оптическая система анти-Фурье разработаны в конце 1990-х годов. Конфигурация оптического пути анти-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 может измерять от десятков нанометров до нескольких тысяч. возможно микрон образца, оптическая схема показана в конструкции детектора. При использовании неравномерного креста и с увеличением размера области детектора также увеличилось расположение, как для обеспечения разрешения крупных частиц при измерение также обеспечивает малое отношение сигнала обнаружения частиц к шуму и чувствительность. Нет необходимости в замене объектива и другими методами можно измерять частицы размером от десятков нанометров до нескольких тысяч микрон, даже при сухом измерении нижний предел может достигать 0,1 микрона. Недостатком этого подхода является высокая стоимость прибора по сравнению с предыдущими методами. Лазерный луч, излучаемый лазером, фокусируется с помощью микроскопа, точечного фильтра и коллиматора в параллельный пучок диаметром около 10 мм, луч облучается на измеряемые частицы, часть света рассеивается, линза Листа, излучение направляется на массив радио- и телевизионных детекторов. Поскольку радиотелевизионный детектор находится в фокальной плоскости линзы Фурье, то любой точке детектора соответствует определенный угол рассеяния. Массив радио- и телевизионных детекторов состоит из ряда концентрических колец, каждое из которых представляет собой отдельный детектор, способный линейно преобразовывать проецируемый на него рассеянный свет в напряжение и затем отправлять его на карту сбора данных, которая преобразует электрический сигнал. Увеличьте масштаб после переключения A / D на компьютер. Теперь фактическая структура лазерного прибора для измерения размера частиц сильно изменилась, но принцип тот же. В настоящее время люди пришли к следующим выводам: (1) измерение меньше чем 1 мм частиц, вы должны использовать теорию Ми; (2) измерение частиц более 1 мм, если нижний предел измерения прибора меньше 3 мм, прибор по-прежнему использует теорию Ми или в распределении частиц по размерам 1 мм вблизи пика «из ничего»; (3) Лазерный анализатор размера частиц может использовать теорию дифракции при следующих условиях: нижний предел измерения прибора больше 3 мм или измеряемые частицы e абсорбирующий тип и размер частиц более 1 мм; (4) В качестве универсального лазерного анализатора размера частиц, если нижний предел измерения составляет менее 1 мм, независимо от того, используется ли он для измерения крупных или мелких частиц, следует используйте теорию Ми. В-пятых, состав лазерного анализатора размера частиц Источник света (обычно лазер) используется для получения монохроматического, когерентного и параллельного луча; блок обработки луча представляет собой усилитель луча с интегрирующим фильтром, который формирует пучок расширенных, близких к идеальным световых пучков для освещения дисперсных частиц (Когерентный источник сильного света с фиксированной длиной волны, газовый гелий-неоновый лазер (λ = 0,63). мкм). Диспергатор частиц (мокрый и сухой) Измерение спектра рассеяния детектора (большое количество фотодиодов) Компьютер (для управления оборудованием и расчета распределения частиц по размерам) Благодаря техническим достижениям нижний предел измерения может составлять 0,1 мкм, некоторые до 0,02 мкмШесть, этапы тестовой операции1, подготовка оборудования для установки и диспергирования жидкости (газа)2, проверка образца, подготовка, дисперсия и концентрация образца, проверка диапазона размера частиц и формы частиц, а также полная дисперсия;3, измерение ( выберите соответствующую оптическую модель)4, ошибка системы диагностики ошибки измерения (отклонения) может быть связана с неправильной подготовкой образца, отклонением от теоретического предположения s частиц и / или из-за неправильной эксплуатации и эксплуатации прибора; Семь, широко используемых производителей лазерных измерителей размера частиц. Британский лазерный анализатор размера частиц Malvern (за рубежом) Европа и США. лазерный анализатор размера частиц (Ляонин) Восемь, объект испытаний1. Все виды неметаллического порошка: такие как вольфрам, легкий кальций, тальк, каолин, графит, волластонит, брусит, барит, порошок слюды, бентонит, диатомовая земля, глина и т. д.2. Все виды металлического порошка: такие как порошок алюминия, порошок цинка, порошок молибдена, порошок вольфрама, порошок магния, порошок меди и порошок редкоземельного металла, порошок сплава.3. Другие порошки: такие как катализатор, цемент, абразив, лекарства, пестициды, продукты питания, краски, красители, фосфор, речные отложения, керамическое сырье, различные эмульсии.
Источник: Meeyou Carbide