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,主要利用激光技術進行粒度分析。其核心原理是激光散射技術。當激光束照射到顆粒樣品時,顆粒會對激光產生散射現象。散射光的強度、角度和偏振狀態與顆粒的大小、形狀、折射率等參數密切相關。根據米氏散射理論(Mie Theory),當顆粒的直徑與激光波長相近或更大時,散射光的強度與顆粒的直徑呈一定的函數關系。因此,通過測量散射光的分布,可以計算出顆粒的粒度分布。
1、環境準備
清潔無塵:確保儀器放置的環境清潔,無過多灰塵、纖維等雜質。因為灰塵等可能會進入儀器內部,影響光學系統的精度,甚至可能在測量過程中干擾樣品的分散和測量結果。可以使用干凈的濕布擦拭儀器周圍的臺面和地面,減少灰塵揚起。
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系統的穩定性;濕度過大可能導致儀器金屬部件生銹、光學鏡片起霧等問題。可通過空調、除濕機等設備來調節室內溫濕度。
避免振動和電磁干擾:將儀器放置在平穩的工作臺上,遠離振動源,如大型電機、空壓機等設備,以防止振動導致儀器內部光學元件移位或測量數據不準確。同時,要遠離強電磁場源,如變壓器、大型電機等,避免電磁干擾影響儀器的電子控制系統和測量信號。
2、儀器檢查與預熱
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、數據線等連接線是否完好無損,各接口處是否有松動、氧化等現象。確保儀器的進樣口、出樣口等部位無堵塞。
儀器預熱:打開儀器電源,按照儀器的操作手冊要求進行預熱。預熱時間因儀器型號而異,一般在15-30分鐘左右。預熱可以使儀器的電子元件達到穩定的工作狀態,光學系統的溫度也趨于穩定,從而保證測量結果的準確性和重復性。
3、樣品準備
樣品量:根據儀器的要求和樣品的性質,準備適量的樣品。一般來說,樣品量應能保證在測量過程中形成合適的懸浮液濃度。對于大多數激光粒度分布儀,樣品量通常在幾毫克到幾百毫克之間。如果樣品量過少,可能導致測量信號弱,結果不準確;樣品量過多,則可能出現顆粒團聚、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對樣品進行分散。常見的分散介質有水、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需要根據樣品的特性進行優化,一般攪拌速度在幾百轉/分鐘到數千轉/分鐘,超聲時間在幾分鐘到十幾分鐘不等。
4、儀器參數設置
測量模式選擇:根據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,需要根據樣品的預期粒徑范圍和測量精度要求進行設置。
光學參數設置:檢查和設置儀器的光學參數,如激光波長、光束強度、接收角度等。這些參數通常在儀器出廠時已經進行了校準,但在使用過程中如果發現測量結果異常或懷疑光學系統發生變化,可能需要重新校準或調整這些參數。不過,一般情況下不建議用戶自行修改光學參數,除非有專業的技術支持和校準設備。
數據采集參數設置:設置數據采集的時間、次數等參數。數據采集時間過短,可能無法準確捕捉到足夠的顆粒散射信息,導致測量結果不準確;數據采集時間過長,則會延長測量周期,降低工作效率。一般數據采集時間在幾十秒到幾分鐘之間,采集次數可以在多次測量后取平均值,以提高測量結果的可靠性。
