激光粒度分布儀是一種用于測量和分析顆粒大小分布的精密儀器,主要利用激光技術(shù)進(jìn)行粒度分析。其核心原理是激光散射技術(shù)。當(dāng)激光束照射到顆粒樣品時,顆粒會對激光產(chǎn)生散射現(xiàn)象。散射光的強(qiáng)度、角度和偏振狀態(tài)與顆粒的大小、形狀、折射率等參數(shù)密切相關(guān)。根據(jù)米氏散射理論(Mie Theory),當(dāng)顆粒的直徑與激光波長相近或更大時,散射光的強(qiáng)度與顆粒的直徑呈一定的函數(shù)關(guān)系。因此,通過測量散射光的分布,可以計(jì)算出顆粒的粒度分布。
1、環(huán)境準(zhǔn)備
清潔無塵:確保儀器放置的環(huán)境清潔,無過多灰塵、纖維等雜質(zhì)。因?yàn)榛覊m等可能會進(jìn)入儀器內(nèi)部,影響光學(xué)系統(tǒng)的精度,甚至可能在測量過程中干擾樣品的分散和測量結(jié)果??梢允褂酶蓛舻臐癫疾潦脙x器周圍的臺面和地面,減少灰塵揚(yáng)起。
溫濕度適宜:一般建議溫度保持在15℃-30℃,相對濕度在45%-75%。溫度過高或過低可能影響儀器的電子元件性能和光學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定性;濕度過大可能導(dǎo)致儀器金屬部件生銹、光學(xué)鏡片起霧等問題。可通過空調(diào)、除濕機(jī)等設(shè)備來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度。
避免振動和電磁干擾:將儀器放置在平穩(wěn)的工作臺上,遠(yuǎn)離振動源,如大型電機(jī)、空壓機(jī)等設(shè)備,以防止振動導(dǎo)致儀器內(nèi)部光學(xué)元件移位或測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。同時,要遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場源,如變壓器、大型電機(jī)等,避免電磁干擾影響儀器的電子控制系統(tǒng)和測量信號。
2、儀器檢查與預(yù)熱
外觀檢查:查看儀器的外殼是否有損壞、變形、劃痕等情況,檢查電源線、數(shù)據(jù)線等連接線是否完好無損,各接口處是否有松動、氧化等現(xiàn)象。確保儀器的進(jìn)樣口、出樣口等部位無堵塞。
儀器預(yù)熱:打開儀器電源,按照儀器的操作手冊要求進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱時間因儀器型號而異,一般在15-30分鐘左右。預(yù)熱可以使儀器的電子元件達(dá)到穩(wěn)定的工作狀態(tài),光學(xué)系統(tǒng)的溫度也趨于穩(wěn)定,從而保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。
3、樣品準(zhǔn)備
樣品量:根據(jù)儀器的要求和樣品的性質(zhì),準(zhǔn)備適量的樣品。一般來說,樣品量應(yīng)能保證在測量過程中形成合適的懸浮液濃度。對于大多數(shù)激光粒度分布儀,樣品量通常在幾毫克到幾百毫克之間。如果樣品量過少,可能導(dǎo)致測量信號弱,結(jié)果不準(zhǔn)確;樣品量過多,則可能出現(xiàn)顆粒團(tuán)聚、多重散射等問題,影響測量精度。
樣品分散:選擇合適的分散介質(zhì)對樣品進(jìn)行分散。常見的分散介質(zhì)有水、乙醇、甘油等,對于一些特殊樣品可能需要使用特定的溶劑或添加分散劑。將樣品加入分散介質(zhì)中,通過攪拌、超聲等方式使樣品充分分散,形成均勻的懸浮液。攪拌速度和時間、超聲功率和時間等參數(shù)需要根據(jù)樣品的特性進(jìn)行優(yōu)化,一般攪拌速度在幾百轉(zhuǎn)/分鐘到數(shù)千轉(zhuǎn)/分鐘,超聲時間在幾分鐘到十幾分鐘不等。
4、儀器參數(shù)設(shè)置
測量模式選擇:根據(jù)樣品的類型和測量要求,選擇合適的測量模式。例如,對于干法測量的粉末樣品,選擇干法測量模式;對于濕法測量的懸浮液樣品,選擇濕法測量模式。有些儀器還提供了多種測量范圍和分辨率可供選擇,需要根據(jù)樣品的預(yù)期粒徑范圍和測量精度要求進(jìn)行設(shè)置。
光學(xué)參數(shù)設(shè)置:檢查和設(shè)置儀器的光學(xué)參數(shù),如激光波長、光束強(qiáng)度、接收角度等。這些參數(shù)通常在儀器出廠時已經(jīng)進(jìn)行了校準(zhǔn),但在使用過程中如果發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果異?;驊岩晒鈱W(xué)系統(tǒng)發(fā)生變化,可能需要重新校準(zhǔn)或調(diào)整這些參數(shù)。不過,一般情況下不建議用戶自行修改光學(xué)參數(shù),除非有專業(yè)的技術(shù)支持和校準(zhǔn)設(shè)備。
數(shù)據(jù)采集參數(shù)設(shè)置:設(shè)置數(shù)據(jù)采集的時間、次數(shù)等參數(shù)。數(shù)據(jù)采集時間過短,可能無法準(zhǔn)確捕捉到足夠的顆粒散射信息,導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確;數(shù)據(jù)采集時間過長,則會延長測量周期,降低工作效率。一般數(shù)據(jù)采集時間在幾十秒到幾分鐘之間,采集次數(shù)可以在多次測量后取平均值,以提高測量結(jié)果的可靠性。
