使用粒度儀進行粒度測試的基礎(chǔ)知識
點擊: 次 時間:2017-06-19 11:33
一、粒徑的定義與粒度分布的概念
所謂粒徑,就是顆粒的直徑、大小或尺寸。現(xiàn)實的粉體顆粒,如滑石粉、碳酸鈣、水泥等顆粒,其形狀是不規(guī)則的,粒徑如何描述?實際上,迄今為止的任何一種粒度測量儀器,都是用現(xiàn)實顆粒同圓球顆粒相比較的方法測量顆粒大小的,即"如果顆粒是個圓球,那么它應(yīng)該是(等效于)這么大"。粒徑的科學(xué)定義如下:當(dāng)被測顆粒的某種物理特性或物理行為與某-直徑的同質(zhì)球體(或其組合)最相近時,就把該球體的直徑(或其組合)作為被測顆粒的等效粒徑(或粒度分布)。
不同原理的儀器,選擇顆粒不同的與其大小相關(guān)的物理性質(zhì)或行為來度量其大小,例如,激光粒度儀選擇顆粒對光的散射特性,沉降儀選擇顆粒在液體中的沉降特性,篩分法選擇顆粒能否通過篩孔,等等。由于不同儀器選擇同一顆粒不同的物理性質(zhì)作為等效時的參考量,因此用它們測量同一不規(guī)則顆粒時,結(jié)果可能是不同的。有時甚至同一種原理的儀器,測試條件不同,結(jié)果也可能不同,例如,篩分測量的結(jié)果同振篩的時間有關(guān)。
粒徑用來描述一個顆粒的大小。一種粉體樣品的各個顆粒,大小互不相同,這時要用粒度分布才能較全面地描述樣品顆粒的整體大小。粒度分布是指各種大小的顆粒占顆粒總數(shù)的比例。可以用表格(粒度分布表)或曲線表示。2.現(xiàn)代常見的幾種粒度測量儀器的比較
二、 現(xiàn)代常見的幾種粒度測量儀器的比較
1、激光粒度儀
原理:根據(jù)光的散射現(xiàn)象,即顆粒越小散射角越大的現(xiàn)象(可稱為靜態(tài)光散射)
理論測量范圍:0.05~2000μm
優(yōu)點:動態(tài)范圍大、測量速度快、操作簡便、重復(fù)性好
缺點:分辨率低,不宜測量均勻性很好的樣品
2、庫爾特(電阻法)顆粒計數(shù)器
原理:小孔電阻原理
理論測量范圍:1~256μm
優(yōu)點:分辨率高、重復(fù)性好、操作較簡便
缺點:易堵孔、動態(tài)范圍小,不宜測量分布范圍寬的樣品,如水泥
3、沉降儀(包括重力沉降、離心沉降、光透沉降、沉降管、移液管等)
原理:沉降原理,即Stokes原理,根據(jù)顆粒的沉降速度測量顆粒的大小。
理論測量范圍:離心沉降:0.01~100μm 其它:2~100μm
優(yōu)點:原理直觀,造價較低
缺點:操作復(fù)雜,結(jié)果受環(huán)境和操作者影響較大,重復(fù)性較差
4、動態(tài)光散射儀(PCS)
原理:根據(jù)微小顆粒在液體中做布朗運動,造成溶液中局部顆粒濃度變化,從而引起散射光的強度隨時間變化,通過分析散射光的自相關(guān)性,推算顆粒的運動速度,最終測知顆粒大小。
測量范圍:2nm~2000nm(2μm)
5、顆粒圖像工作站
原理:顯微鏡方法與數(shù)字圖像處理技術(shù)相結(jié)合
理論測量范圍:0.5~1200μm
優(yōu)點:分辨率高、可觀察顆粒形貌和狀態(tài)
而且顆粒圖像工作站是采用直接測量的方法,不用于以上幾種測試設(shè)備,不需要通過光散射、沉降時間等建立等比關(guān)系來測試。直接能夠獲得顆粒的圖像照片,更加直觀的同時也杜絕了因為儀器部件出現(xiàn)問題導(dǎo)致的測試失準(zhǔn)。 顆粒圖像工作站是利用高清晰的工業(yè)攝像頭通過光學(xué)顯微鏡裝置將需要測試的顆粒樣品狀態(tài)逐一拍攝下來,利用專門開發(fā)的顆粒圖像分析軟件將所有圖像拼接、處理后,即可獲得每個顆粒的投影面積、粒徑大小等數(shù)據(jù),再經(jīng)過進一步統(tǒng)計和計算就可獲得所需要數(shù)據(jù)了。能夠獲得形狀參數(shù)是其最大優(yōu)勢,除了顆粒圖像工作站外,還沒有其他儀器可以獲得球形度、長徑比等形貌參數(shù)。而且其價格適中操作簡便,是很多行業(yè)進行顆粒測試的首選儀器之一。
上一篇:微量分光光度計原理及應(yīng)用介紹 下一篇:微量分光光度計原理及應(yīng)用介紹
所謂粒徑,就是顆粒的直徑、大小或尺寸。現(xiàn)實的粉體顆粒,如滑石粉、碳酸鈣、水泥等顆粒,其形狀是不規(guī)則的,粒徑如何描述?實際上,迄今為止的任何一種粒度測量儀器,都是用現(xiàn)實顆粒同圓球顆粒相比較的方法測量顆粒大小的,即"如果顆粒是個圓球,那么它應(yīng)該是(等效于)這么大"。粒徑的科學(xué)定義如下:當(dāng)被測顆粒的某種物理特性或物理行為與某-直徑的同質(zhì)球體(或其組合)最相近時,就把該球體的直徑(或其組合)作為被測顆粒的等效粒徑(或粒度分布)。
粒徑用來描述一個顆粒的大小。一種粉體樣品的各個顆粒,大小互不相同,這時要用粒度分布才能較全面地描述樣品顆粒的整體大小。粒度分布是指各種大小的顆粒占顆粒總數(shù)的比例。可以用表格(粒度分布表)或曲線表示。2.現(xiàn)代常見的幾種粒度測量儀器的比較
二、 現(xiàn)代常見的幾種粒度測量儀器的比較
1、激光粒度儀
原理:根據(jù)光的散射現(xiàn)象,即顆粒越小散射角越大的現(xiàn)象(可稱為靜態(tài)光散射)
理論測量范圍:0.05~2000μm
優(yōu)點:動態(tài)范圍大、測量速度快、操作簡便、重復(fù)性好
缺點:分辨率低,不宜測量均勻性很好的樣品
2、庫爾特(電阻法)顆粒計數(shù)器
原理:小孔電阻原理
理論測量范圍:1~256μm
優(yōu)點:分辨率高、重復(fù)性好、操作較簡便
缺點:易堵孔、動態(tài)范圍小,不宜測量分布范圍寬的樣品,如水泥
3、沉降儀(包括重力沉降、離心沉降、光透沉降、沉降管、移液管等)
原理:沉降原理,即Stokes原理,根據(jù)顆粒的沉降速度測量顆粒的大小。
理論測量范圍:離心沉降:0.01~100μm 其它:2~100μm
優(yōu)點:原理直觀,造價較低
缺點:操作復(fù)雜,結(jié)果受環(huán)境和操作者影響較大,重復(fù)性較差
4、動態(tài)光散射儀(PCS)
原理:根據(jù)微小顆粒在液體中做布朗運動,造成溶液中局部顆粒濃度變化,從而引起散射光的強度隨時間變化,通過分析散射光的自相關(guān)性,推算顆粒的運動速度,最終測知顆粒大小。
測量范圍:2nm~2000nm(2μm)
5、顆粒圖像工作站
原理:顯微鏡方法與數(shù)字圖像處理技術(shù)相結(jié)合
理論測量范圍:0.5~1200μm
優(yōu)點:分辨率高、可觀察顆粒形貌和狀態(tài)
而且顆粒圖像工作站是采用直接測量的方法,不用于以上幾種測試設(shè)備,不需要通過光散射、沉降時間等建立等比關(guān)系來測試。直接能夠獲得顆粒的圖像照片,更加直觀的同時也杜絕了因為儀器部件出現(xiàn)問題導(dǎo)致的測試失準(zhǔn)。 顆粒圖像工作站是利用高清晰的工業(yè)攝像頭通過光學(xué)顯微鏡裝置將需要測試的顆粒樣品狀態(tài)逐一拍攝下來,利用專門開發(fā)的顆粒圖像分析軟件將所有圖像拼接、處理后,即可獲得每個顆粒的投影面積、粒徑大小等數(shù)據(jù),再經(jīng)過進一步統(tǒng)計和計算就可獲得所需要數(shù)據(jù)了。能夠獲得形狀參數(shù)是其最大優(yōu)勢,除了顆粒圖像工作站外,還沒有其他儀器可以獲得球形度、長徑比等形貌參數(shù)。而且其價格適中操作簡便,是很多行業(yè)進行顆粒測試的首選儀器之一。
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