关于激光粒度仪你要知道的事

        有多种粒度检测方法。常用的方法有筛分法、显微镜法、沉降法、光刻胶法、电阻法、透气性法、X射线小角散射法等。激光粒度仪是应用*广泛的方法之一。具有操作简单、测试速度快、测试范围广、重复性和精度好等优点，可用于在线测量和干式测量。对提高产品质量、降低能耗、控制环境污染、保护人类健康具有重要意义。

激光粒度仪作为一种成熟的粒度检测仪器，已广泛应用于粉体加工、应用和研究等领域。它具有测试速度快、测试范围广、重复性和真实性好、操作简便等特点。

今天小普就和大家一起讨论它的发展历史、检测原理和结构，让激光粒度仪更简单。 （如果看完文章，觉得有小普没有提到的知识点想听，或者不同意小普文章中的任何观点，欢迎留言。）

一、激光粒度仪的基本结构和原理

激光粒度仪主要由激光器、样品池、光学系统、信号放大和A/D转换装置、数据处理和控制系统组成。目前，激光粒度仪的技术已逐渐发展成熟。近年来，基础创 新很少出现，但技术创 新仍在不断涌现，行业相关应用研究也十分活跃。

激光粒度仪是根据光衍射现象设计的。当光通过粒子时，会发生衍射现象（本质是电磁波与物质的相互作用）。衍射光的角度与粒子的大小成反比。当不同大小的粒子通过激光束时，衍射光会落在不同的位置，位置信息反映了粒子的大小；当相同大小的粒子通过激光束时，衍射光会落在相同的位置。衍射光强度的信息反映了样品中相同尺寸颗粒的百分比。

激光衍射法是利用一系列光敏探测器，测量不同角度位置的粒径的衍射光强度，利用衍射模型，通过数学反演，进而得到样品的粒径分布.通过位置检测器接收到的衍射光强度，得到相应粒径的百分比含量。

2“激光粒度仪”的使用

1. 准备安装仪器和分散液体（气体）。

2. 样品检验、准备、分散和样品浓度检查颗粒的粒径范围和形状以及它们是否完全分散。

3. 测量（选择合适的光学型号）。

4. 误差来自诊断系统的测量误差（偏差），可能来自不正确的样品系统。制备的理论假设、偏离颗粒和/或由于不当操作和仪器操作。

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“激光粒度仪”应用

基于光散射理论的激光粒度仪已广泛应用于粉末冶金、薄膜、隔膜材料、催化剂、绝缘材料、润滑剂、超导体、无线电技术等行业，涉及化工、医药、食品、建材等工业领域并且发挥着越来越重要的作用。激光粒度分析仪可直接测量不同时间、不同地点的大气中烟尘含量，从而获得大气中烟尘时空分布图，对解决环境污染和污染问题具有一定的指导作用。全球气候预测。近年来，水电部门的大气污染、金属氧化物、河流巡查等都成为激光粒度仪应用的新焦点。

1、激光粒度仪在医药行业的应用

一般随着粒径的减小，粒径细小均匀，比表面积增大，孔隙率增大，吸附增强，溶解度增强，亲和力变大，化学反应速率增大，提高了药 物的溶出度，有效成分在胃液中能更好地分散溶解，与胃黏膜的接触面积变大，更容易被胃肠道吸收，从而提高**效果。

对于水溶性较好的普通原料药，一般采用湿式激光粒度仪。但由于药 物种类繁多，当面对一些水溶性较差或难以分散在常用分散介质中的药 物时，可考虑使用干式激光粒度仪进行检测。

2.用于建筑材料的生产

水泥的粒度分布如何对混凝土的强度有很大的影响。粒度分布的测量对*终产品的质量控制、降低生产成本、提高产品质量、降低能耗有很大的影响。水泥生产的实时控制，需要激光粒度仪等监测仪器，保证数据输出的连续性，保证质量的可靠性。

3.用于空气质量监测

空气污染主要是颗粒污染物。飞尘的交替特性使其形成雾、烟、尘等气溶胶，会对环境产生很大的影响。可用激光粒度分析仪测量不同时间、不同地点的大气中烟尘含量，得到大气中烟尘时空分布图，从而控制各地区产业发展方向，发挥在解决环境污染和全球气候预测方面有一定的作用。引导作用。

4、用于江河湖泊水质监测

近年来，各部门致力于河湖治理。使用激光粒度仪测量水中金属氧化物和固体颗粒的含量，可以实时监测水质是否达标。同时，河流水泥砂含量也是一个重要指标，对研究河口和沿海地区的水质、地貌和环境具有重要意义。激光粒度分析仪的使用可以让测量者获得连续的变化曲线，有利于环境变化的分析。

5、激光粒度仪在水泥行业的应用

如今，水泥厂倾向于研磨水泥以增加水泥的强度。事实上，水泥石的强度并不一定随着水泥细度和成分的增加而增加。增加的水合活性增加。但颗粒越细，水合活性越高；初始强度发展速度随着细度的增加而增加。在规范中，水泥细度通常用筛余物或比表面积来衡量。其实，除了以上指标的控制外，粒度分布也是影响细度的重要因素。

05. 影响测试结果的7大因素

(1)复折射率

激光散射粒度测量的对象一般是微米级粒子，不能简单地看出这些粒子的光学常数 造粒材料的光学性质是指粒子的复折射率n'，定义为：n'=n+ik。其中，n是通常所说的折射率，虚部k表示光在介质中传播时光强衰减的速度，即吸收系数，有时也称为吸收率。

复折射率的选择是否合适直接影响粒度检测结果的准确性和可靠性，但影响待测颗粒复折射率的因素很多，很难确定其准确度值，到目前为止在激光粒度测量领域还没有统一的方法来确定复折射率。在实际的粒度检测过程中，对于同一种物质，一般只采用固定的复折射率。这样的测量结果必然会偏离样品的真实值。然而，找到所有不同度数的粒子的复折射率是不现实的

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(2)折射率

米氏散射理论是麦克斯韦的电磁方程该组的严格解，激光检测的前提是粉末颗粒呈球形且各向同性，大多数晶体在不同方向上具有不同的折射率。不同厂家设备中光能检测器的数量、空间分布、灵敏度的不同，也会导致检测结果的差异。

(3)内置算法

由于光强分布的不同，不同粒度仪厂家使用的软件内置算法不同，导致系数矩阵的计算结果存在差异，给反演带来不同程度的误差。

(4) 内外复折射率

球形石英粉和其他颗粒在高温环境中燃烧形成。由于需要成球，还需要熔化转化为非晶态或非晶态，其技术难度非常高。因此，在生产过程中，一些无定形熔融石英包裹在结晶石英上，熔融石英中含有空心气泡。这种粒子称为双层粒子，粒子内外的复折射率不同，可能会造成激光测量的较大误差。根据相关文献，*大误差可能超过50%。

(5)异常异常现象

一些研究人员发现，对于某些折射率下的某些粒径范围，随着粒径变小，散射光强度分布的主峰向检测器内部移动。一般情况下，应移到检测器外，这会影响粒度检测的结果。这种现象称为散射光能量分布的异常运动。

(6) 分散状态

在使用激光粒度仪的过程中，应注意保证待测颗粒处于良好的分散状态。目前市场上主流的激光粒度仪基本上有两种分散方式：离心循环分散和超声波分散。因此，对于此类仪器的用户，不建议在测试前在机器外进行分散，因为在烧杯中进行分散后，当溶液被引入循环槽时，很容易留下一些大的杯底有颗粒，导致测试结果出现错误。在仪器中分散样品时，注意根据物料性质调整超声波和离心循环分散的功率。过大容易产生气泡，过小容易造成分散效果变差，大颗粒沉底。

(7)仪器的保养程度

激光粒度仪的维护保养程度对检测结果的影响较大。激光粒度仪需要定期校准和维护。在实际使用过程中，发现一些样品在测试过程中很容易附着在仪器的管道内部，之后混入测试样品中会造成测试误差。还有仪器内置的清洗功能很难解决这类问题，需要在激光粒度测量中给予足够的重视。