1、淺談激光粒度儀的應(yīng)用研究淺談激光粒度儀的應(yīng)用研究摘要：摘要：本文首先簡要的介紹了激光粒度儀檢測的主要方法、構(gòu)造、原理，其次闡述了其發(fā)展的歷程和相關(guān)應(yīng)用，并結(jié)合自己的實際情況講解了如何利用它來為我的科研服務(wù)，最后展望了其發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：激光粒度儀功能應(yīng)用在科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的固體原料和制品很多都是以粉體形態(tài)存在的，顆粒粒度分布對這些產(chǎn)品的質(zhì)量和性能起著重要的作用。例如，催化劑的粒度對催化效果有著重要的影響；水泥的粒

2、度影響凝結(jié)時間及最終的強度；各種礦物填料的粒度影響著制品的質(zhì)量與性能；涂料的粒度會影響涂飾效果和表面光澤；藥物的粒度影響口感、吸收率和療效等等。因此在粉體加工與應(yīng)用領(lǐng)域中，相應(yīng)的顆粒粒度測量就顯得相當(dāng)重要。有效地測量與控制粉體的顆粒粒度及其分布，對提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能源消耗、控制環(huán)境污染、保護(hù)人類的健康等具有重要意義。顆粒粒度測量的方法很多，激光散射法是目前用途最廣泛的一種。這種方法具有測量范圍寬(通常為0.1~3500μm)、粒度分析

3、快、再現(xiàn)性較好、可實現(xiàn)在線測量等特點，對科學(xué)研究和生產(chǎn)過程中的粒度控制起著重要的作用。此外激光粒度儀可以得出多種粒度數(shù)據(jù)如體積平均粒徑、比表面積、區(qū)間粒度分布和累計粒度分布等?，F(xiàn)階段粒度分析在材料工程、食品工程、制藥工程、石油化工、國防工業(yè)等領(lǐng)域具有重要作用。由于傳統(tǒng)的粒度測量方法操作繁瑣，耗時較長，已經(jīng)越來越不能適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)和科研快速反應(yīng)的需求?，F(xiàn)代新興科技的發(fā)展使激光和微電子技術(shù)應(yīng)用到粒度測量領(lǐng)域，完全克服了傳統(tǒng)方法所帶來的弊端，在

4、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(jié)果的質(zhì)量。近年來，有關(guān)粒度分布的測試技術(shù)和測試方法有很多，而激光粒度分析方法，因測量速度快、精度高及準(zhǔn)確度好等特點被人們普遍認(rèn)同。一激光粒度檢測的主要方法、構(gòu)造和原理激光粒度檢測的主要方法、構(gòu)造和原理根據(jù)測量要求不同，目前得到廣泛應(yīng)用的各種顆粒粒徑測量儀器的種類很和粒徑r的關(guān)系，即：rλ時Fraunhofer衍射理論。在使用上述理論時，應(yīng)考慮到光的波長和粒子徑的關(guān)系，在不同的領(lǐng)域

5、使用不同的理論。通過Fraunhofer衍射和嚴(yán)格Mie散射的數(shù)值計算結(jié)果的對比指出Fraunhofer衍射適用的條件為:儀器測量下限大于3m或被測顆粒是吸收型且粒徑大于1μm的。當(dāng)儀器測量下限小于1μm或者用測量下限小于3μm的儀器去測量遠(yuǎn)大于1μm的顆粒時都應(yīng)該采用Mie理論。另外顆粒的折射率對測量結(jié)果也有較大的影響。對吸收性顆粒而言Fraunhofer衍射結(jié)果同Mie散射結(jié)果基本一致。而對于非吸收性顆粒兩者就有一定的偏差。當(dāng)顆粒的

6、相對折射率的虛部η3時必須用Mie理論來計算系數(shù)矩陣。二激光粒度儀的發(fā)展歷程及相關(guān)應(yīng)用激光粒度儀的發(fā)展歷程及相關(guān)應(yīng)用動態(tài)光散射（Dynamiclightscattering簡稱DLS）測量技術(shù)的首次應(yīng)用始于1964年的Cummins等人。1976年，第一臺儀器出現(xiàn)在市場，當(dāng)時只能是供專家使用。1985年，相對較低成本的測量儀器投入市場。在利用動態(tài)光散射進(jìn)行顆粒粒度測量的技術(shù)中，廣泛采用的是光子相關(guān)譜（PhotonCrelationSpe

7、ctroscopy簡稱PCS）理論。PCS理論比較復(fù)雜、對實驗裝置的技術(shù)性能要求高、數(shù)據(jù)處理難度大。因而，迄今為止，該類產(chǎn)品的生產(chǎn)僅限于少數(shù)幾個工業(yè)發(fā)達(dá)的國家。在國際上，光散射粒度儀的生產(chǎn)廠家很多，國外著名的有：英國馬爾文儀器公司Mastersizer激光粒度儀的光學(xué)結(jié)構(gòu)采用了逆向傅立葉變換和后向散射接收技術(shù)。日本的島津、清新兩公司的儀器也都是采用了這種結(jié)構(gòu)。美國庫爾特公司(Couher)的激光粒度儀為了測得大角散射光，該儀器的光學(xué)結(jié)構(gòu)

8、采用了雙鏡頭技術(shù)(其公司專利)。日本堀場制作所(HIBA)的LA920采用了獨特的光學(xué)系統(tǒng)，其內(nèi)部安排了一個氦一氖激光器用以測量大顆粒，同時安排了一個鎢燈對小顆粒進(jìn)行測量。而德國的Sympatee公司的HELOS&RODoS采用了Fraunhofer理論，并應(yīng)用了軍用180多元探測器。國內(nèi)生產(chǎn)廠家主要有：四川輕工業(yè)研究設(shè)計院、珠海歐美克儀器公司、丹東儀器公司、山東建材學(xué)院、上海機(jī)械學(xué)院等。動態(tài)光散射粒度儀的顯著特點是測量精度高，測量速度