粒徑儀是一種用于測(cè)量顆粒大小的儀器，在材料科學(xué)、制藥、化工、環(huán)保等眾多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。了解其工作原理和測(cè)量技術(shù)對(duì)于準(zhǔn)確獲取顆粒粒徑信息、保證產(chǎn)品質(zhì)量和進(jìn)行科學(xué)研究具有重要意義。
一、粒徑儀的工作原理
1、散射法
散射法是基于光與顆粒相互作用時(shí)產(chǎn)生的散射現(xiàn)象來(lái)測(cè)量粒徑的。當(dāng)一束光照射到顆粒上時(shí)，顆粒會(huì)使光發(fā)生散射，散射光的強(qiáng)度、角度和偏振等特性與顆粒的大小、形狀和折射率等因素有關(guān)。
根據(jù)米氏散射理論，對(duì)于球形顆粒，在特定波長(zhǎng)下，散射光的強(qiáng)度分布呈現(xiàn)出一定的規(guī)律。通過(guò)測(cè)量散射光在不同角度的強(qiáng)度，利用數(shù)學(xué)模型可以反推出顆粒的粒徑大小。
2、篩分法
篩分法是一種傳統(tǒng)的粒徑測(cè)量方法，其原理是利用不同孔徑的篩網(wǎng)對(duì)顆粒進(jìn)行篩選。將待測(cè)顆粒樣品放在一系列具有不同孔徑的篩網(wǎng)上，通過(guò)振動(dòng)等方式使顆粒通過(guò)篩網(wǎng)，留在不同篩網(wǎng)上的顆粒對(duì)應(yīng)著不同的粒徑范圍。
篩分法操作簡(jiǎn)單，適用于顆粒形狀規(guī)則、粒度分布較寬的情況。但該方法對(duì)于細(xì)小顆粒的測(cè)量精度較低，且操作過(guò)程較為繁瑣，需要耗費(fèi)較多的時(shí)間和人力。
3、沉降法
沉降法是根據(jù)顆粒在液體或氣體中的沉降速度來(lái)測(cè)量粒徑的。根據(jù)斯托克斯定律，在一定條件下，顆粒在流體中的沉降速度與顆粒的大小、密度以及流體的黏度等因素有關(guān)。
通過(guò)測(cè)量顆粒在流體中的沉降速度，結(jié)合已知的其他參數(shù)，就可以計(jì)算出顆粒的粒徑。沉降法適用于測(cè)量較大顆粒的粒徑，對(duì)于微小顆粒的測(cè)量則受到沉降時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等因素的限制。
二、粒徑儀的測(cè)量技術(shù)
1、激光衍射技術(shù)
激光衍射技術(shù)是目前應(yīng)用較為廣泛的粒徑測(cè)量技術(shù)之一。它利用激光作為光源，通過(guò)測(cè)量顆粒對(duì)激光的衍射光強(qiáng)分布來(lái)計(jì)算顆粒的粒徑。激光衍射技術(shù)具有測(cè)量范圍寬、精度高、速度快等優(yōu)點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量從納米級(jí)到毫米級(jí)的顆粒粒徑。
2、動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)
動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)主要用于測(cè)量微小顆粒的粒徑。該技術(shù)通過(guò)測(cè)量顆粒在流體中布朗運(yùn)動(dòng)引起的散射光強(qiáng)度的波動(dòng)來(lái)獲取顆粒的粒徑信息。動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)具有非侵入性、測(cè)量速度快等優(yōu)點(diǎn)，適用于研究納米顆粒的粒徑分布和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。
3、圖像分析法
圖像分析法是通過(guò)拍攝顆粒的顯微鏡圖像，然后利用圖像處理軟件對(duì)圖像進(jìn)行分析來(lái)測(cè)量顆粒的粒徑。該方法可以直接觀察顆粒的形狀和大小，對(duì)于不規(guī)則形狀顆粒的測(cè)量具有一定的優(yōu)勢(shì)。但圖像分析法需要對(duì)樣品進(jìn)行制樣和顯微鏡觀察，操作過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，且測(cè)量結(jié)果可能受到圖像質(zhì)量和分析軟件的影響。
