評價激光粒度分析技術的關鍵因素分析
粒度分析方法通常采用篩分或沉降法。常用的沉降法存在著檢測速度慢(粒子計數器)、重復性差、對非球型粒子誤差大、不適用于混合物料(粒子計數器)、動態范圍窄等缺點。隨著激光衍射法的發明,粒度測量完克服了沉降法所帶來的弊端,大大減輕了勞動強度及加快了樣品檢測速度。
激光衍射法測量粒度大小基于以下事實:即小粒子對激光的散射角大,大粒子對激光的散射角小。通過散射角的大小測量即換算出粒子大小。其依據的光學理論為米氏理論和弗朗霍夫理論。其中弗朗霍夫理論為大顆粒米氏理論的近似,即忽略了米氏理論的虛數子集,并且假顆粒不透明;并忽略光散射系數和吸收系數,即設所有分散劑和分散質的光學參數均為1,因此數學處理上要簡單得多,對有色物質和小粒子誤差也大得多。同樣,近似的米氏理論對乳化液也不適用。
另外,根據瑞利散射律,散射光的光強與顆粒直徑的六次方成正比,與散射光的光源波長的四次方成反比。這意味著顆粒直徑減少10倍,散射光強減弱100萬倍!而光源波長越短,散射光強度越高。
再者,由于小粒子散射角大,而主檢測器面積有限,一般只能接受到多45度角的散射光(即大于0.5微米的粒子)。那么,如何檢測小粒子,如何克服小粒子光散射能量低,超出主檢測器范圍的問題,就成為評價激光粒度分析技術的關鍵(粒子計數器)。