一、激光粒度仪概述
激光粒度仪是一种用于测量颗粒物质大小分布的仪器,广泛用于粉体、液体和气体中的颗粒分析。它通过激光束照射颗粒样品,并分析散射光的强度与角度,从而获得颗粒的粒径信息。CNPP小编了解到,与传统的筛分法和显微镜法不同,激光粒度仪具有较高的自动化程度和快速、精确的测量能力,是目前颗粒分析领域中最常用的设备之一。
二、激光粒度仪的工作原理
激光粒度仪的核心原理是激光散射技术。当激光束通过液体或气体中的颗粒时,颗粒会对激光发生散射。散射光的强度和角度取决于颗粒的大小、形状以及介质的折射率。不同大小的颗粒产生的散射光在强度和角度上表现出不同的特征,这使得仪器能够根据散射光的分布,反推出颗粒的粒径信息。
具体来说,激光粒度仪利用的主要技术是光的多重散射和角度分布分析。根据不同粒子大小散射光的变化规律,仪器可以采用不同的数学模型来计算颗粒的粒径分布。
1、散射光的强度与粒径:颗粒的大小影响着它对激光的散射程度。较小的颗粒主要产生前向散射光,而较大的颗粒则产生较强的后向散射光。因此,分析散射光的强度和角度,可以推断出颗粒的粒径。
2、散射光的角度:颗粒的大小不同,散射光的角度也不同。较小的颗粒散射的光集中在较小的角度范围,而较大的颗粒则散射较大的角度。通过检测散射光的角度和强度分布,激光粒度仪可以实现对颗粒的精确分析。

三、激光粒度仪的测量过程
激光粒度仪的测量过程通常分为几个步骤,以下是典型的操作流程:
1、样品准备:在进行测量之前,样品需要进行适当的预处理,确保其在测量过程中处于最佳状态。对于固体颗粒,通常需要通过溶解、分散或超声波震荡等手段使其均匀分布,防止颗粒团聚。颗粒浓度不应过高,过高的浓度可能导致测量误差。
2、样品加入仪器:将准备好的样品加入仪器的测量池。通常使用的是液体载体,这可以帮助颗粒在测量过程中保持均匀分布。
3、激光束照射颗粒:仪器内部的激光发射器发射激光束,激光穿过样品时,颗粒会对激光束产生散射现象。激光粒度仪会收集散射光并分析其分布。
4、数据采集与分析:仪器内的探测器收集散射光,并通过计算机进行数据处理。根据散射光的强度和角度,仪器通过已知的数学模型,计算出颗粒的粒径分布曲线。
5、结果显示:测量完成后,仪器会将结果以图表的形式展示出来,常见的有粒度分布图、累计分布图、不同粒径的统计数据等。这些数据可以帮助用户分析颗粒的大小分布、均匀性等特征。
四、激光粒度仪的应用领域
激光粒度仪在许多行业中都得到了广泛应用,主要包括以下几个领域:
1、制药行业:在制药过程中,颗粒的大小对药物的溶出速率、吸收效率等有重要影响。通过激光粒度仪进行颗粒尺寸分析,可以帮助药物开发和生产中控制颗粒的大小,优化药物效果。
2、材料科学:在粉体材料的研究中,颗粒的分布直接影响材料的物理性能,如强度、导电性、反应性等。激光粒度仪能够快速准确地测量颗粒的大小和分布,帮助优化材料的性能。
3、环境监测:CNPP小编了解到,在环境科学中,激光粒度仪用于分析空气和水体中的颗粒污染物。这对于空气质量监测、水污染防治等有着重要意义。
4、化工与食品工业:在化工和食品加工中,颗粒的均匀性对生产过程和最终产品的质量至关重要。激光粒度仪可以帮助确保颗粒的均匀性,提高生产效率和产品质量。
五、激光粒度仪的优缺点
1、优点
(1)高精度:激光粒度仪能够实现精确的颗粒大小分析,适用于各种颗粒分布的测量。
(2)快速测量:与传统的筛分法相比,激光粒度仪能够在较短时间内完成测量,且不受颗粒形状的影响。
(3)广泛适用性:激光粒度仪适用于粉末、液体、气体等多种样品的测量,应用范围非常广泛。
2、缺点
(1)样品准备要求高:样品需要进行充分的分散和处理,否则可能影响测量结果。
(2)仪器价格较高:激光粒度仪是一种高精度仪器,成本较高,适合有需求的专业用户使用。