影響激光粒度分析儀精度的因素有哪些?
1、復折射率
用激光散射法測量粒度的對象一般是微粒子。這些粒子的光學(xué)常數不能簡(jiǎn)單地看成是粒子材料的光學(xué)性質(zhì),而是指粒子的復折射率n',定義為:n'=n+ik。其中,n為俗稱(chēng)的折射率,虛部k表示光在介質(zhì)中傳播時(shí)強度衰減的速度,即吸收系數,有時(shí)也稱(chēng)為吸收指數。
復折射率的選擇是否合適直接影響粒度測量結果的準確性和可靠性。但是,影響被測粒子的復折射率的因素很多,很難確定其準確值。到目前為止,激光粒度測量領(lǐng)域還沒(méi)有統一的方法來(lái)確定復折射率。在實(shí)際的粒度測量過(guò)程中,對于同一種材料,一般只采用固定的復折射率,這樣的測量結果必然會(huì )與樣品的真實(shí)值有較大的偏差。但是,要找到不同粒徑區間的粒子的復折射率是不現實(shí)的。
2、折射率
米氏散射理論是麥克斯韋電磁方程的嚴格解。激光粒度分析儀激光檢測的前提是粉末顆粒呈球形且各向同性,大多數晶體在不同方向上具有不同的折射率。不同設備中光能探測器的數量、空間分布位置和靈敏度也會(huì )導致不同的探測結果。
3、內置算法
由于光強分布的不同,不同的粒度儀使用不同的軟件內置算法,導致系數矩陣的計算結果不同,給反演帶來(lái)不同程度的誤差。
4、內外復折射率
通過(guò)高溫燃燒形成球形石英粉和其他顆粒。因為既要成球,又要熔成無(wú)定形或無(wú)定形,其技術(shù)難度很高。因此,在此過(guò)程中,一些無(wú)定形的熔融石英會(huì )包裹在結晶石英上,熔融石英中含有空心氣泡。這種粒子稱(chēng)為雙層粒子。粒子內外的復折射率不同,可能導致激光測量誤差較大。根據相關(guān)文獻,誤差可能超過(guò)50%。
5、運動(dòng)異常
有研究人員發(fā)現,在某些折射率下的某些粒徑范圍內,隨著(zhù)粒徑變小,散射光強度分布的主峰會(huì )向檢測器內部移動(dòng),而在正常情況下應該向檢測器外部移動(dòng),從而影響粒度檢測結果。這種現象稱(chēng)為散射光能量分布的異常偏移。
6、去中心化狀態(tài)
在使用激光粒度儀的過(guò)程中,要注意保證被測顆粒處于良好的分散狀態(tài)。目前市場(chǎng)上主流的激光粒度儀基本上有兩種分散方式:離心循環(huán)分散和超聲波分散。因此,此類(lèi)儀器的用戶(hù)不建議在測試前將溶液分散到機外,因為在將分散溶液引入循環(huán)罐的過(guò)程中,很容易在燒杯底部留下大顆粒,導致在測試結果的錯誤。在儀器中分散樣品時(shí),注意根據物料性質(zhì)調整超聲波和離心循環(huán)分散的功率。如果太大,容易產(chǎn)生氣泡。如果太小,容易造成分散效果差,大顆粒沉底。對于氣泡消除,我們有無(wú)氣泡功能。
7、儀器的維護程度
激光粒度分析儀的維護程度對檢測結果影響很大。激光粒度儀需要定期校準和維護。在實(shí)際使用過(guò)程中,發(fā)現有些樣品在測試過(guò)程中很容易附著(zhù)在儀器管路內部,與測試樣品混在一起會(huì )導致測試誤差。但是儀器的清洗功能很難解決這個(gè)問(wèn)題,需要在激光粒度測量中引起足夠的重視。