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粒度分析在材料工程、食品工程、制藥工程、石油化工、國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域具有重要作用。由于傳統(tǒng)的粒度測(cè)量方法操作繁瑣，耗時(shí)較長(zhǎng)，已經(jīng)越來(lái)越不能適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)和科研快速反應(yīng)的需求。

現(xiàn)代新興科技的發(fā)展使激光和微電子技術(shù)應(yīng)用到粒度測(cè)量領(lǐng)域，*克服了傳統(tǒng)方法所帶來(lái)的弊端，在大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，加快了樣品的檢測(cè)速度，提高了檢測(cè)結(jié)果的質(zhì)量。

近年來(lái)，有關(guān)粒度分布的測(cè)試技術(shù)和測(cè)試方法有很多，而激光粒度分析方法，因測(cè)量速度快、精度高及準(zhǔn)確度好等特點(diǎn)被人們普遍認(rèn)同。

激光粒度分析儀原理

光在傳播中，波前受到與波長(zhǎng)尺度相當(dāng)?shù)南犊谆蝾w粒的限制，以受限波前處各元波為源的發(fā)射在空間干涉而產(chǎn)生衍射和散射，衍射和散射的光能的空間(角度)分布與光波波長(zhǎng)和隙孔或顆粒的尺度有關(guān)。

用激光做光源，光為波長(zhǎng)一定的單色光后，衍射和散射的光能的空間(角度)分布就只與粒徑有關(guān)。對(duì)顆粒群的衍射，各顆粒級(jí)的多少?zèng)Q定著對(duì)應(yīng)各特定角處獲得的光能量的大小，各特定角光能量在總光能量中的比例，應(yīng)反映著各顆粒級(jí)的分布豐度。按照這一思路可建立表征粒度級(jí)豐度與各特定角處獲取的光能量的數(shù)學(xué)物理模型，進(jìn)而研制儀器，測(cè)量光能，由特定角度測(cè)得的光能與總光能的比較推出顆粒群相應(yīng)粒徑級(jí)的豐度比例量。

采用濕法分散技術(shù)，機(jī)械攪拌使樣品均勻散開(kāi)，超聲高頻震蕩使團(tuán)聚的顆粒充分分散，電磁循環(huán)泵使大小顆粒在整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中均勻分布，從而在根本上保證了寬分布樣品測(cè)試的準(zhǔn)確重復(fù)

激光粒度分析儀的特點(diǎn)

測(cè)量粒徑范圍廣。激光粒度分析儀可進(jìn)行從納米到微米量級(jí)如此寬范圍的粒度分布。約為：20nm-2000um，某些情況下上限可達(dá)3500um;由于儀器使用過(guò)程中無(wú)須更換鏡頭及調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，簡(jiǎn)化了操作過(guò)程。

適用范圍廣。激光粒度分析儀不僅能測(cè)量固體顆粒，還能測(cè)量液體中的粒子。

重現(xiàn)性好。激光粒度分析法與傳統(tǒng)方法相比，測(cè)試過(guò)程不受溫度變化、介質(zhì)黏度，試樣密度及表面狀態(tài)等諸多因素的影響，只要將待測(cè)樣品均勻地展現(xiàn)于激光束中，激光粒度分析儀能給出準(zhǔn)確可靠的測(cè)量結(jié)果。

測(cè)量速度快。整個(gè)測(cè)量過(guò)程在2分鐘左右即可完成，某些儀器已實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)檢測(cè)和實(shí)時(shí)顯示，可以讓用戶在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中觀察并監(jiān)視樣品。

操作簡(jiǎn)單。激光粒度分析儀能夠自動(dòng)完成數(shù)據(jù)采集、分析處理、結(jié)果保存、打印等功能，操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高。

激光粒度分析儀的應(yīng)用

激光粒度分析儀在泥沙分析中的應(yīng)用

研究者共采集了長(zhǎng)江干流(上、中、下游)和一級(jí)支流漢江的23個(gè)具有較廣泛代表性水文測(cè)站的309組懸移質(zhì)泥沙樣品和35組床沙樣品，分別進(jìn)行常規(guī)粒、吸結(jié)合法顆粒分析和激光法顆粒分析，并進(jìn)行樣品顆粒級(jí)配測(cè)試。收集對(duì)比分析資料得出結(jié)果為，激光粒度儀分析穩(wěn)定(重復(fù))性較好，度較高;激光粒度儀在粒徑大于0.031mm以上與傳統(tǒng)法相比系統(tǒng)偏差較小，而以下則系統(tǒng)偏差較大，同組粒徑累積百分?jǐn)?shù)zui大相差達(dá)60%，一般表現(xiàn)為粒徑越小、相差越大。另外，不同河段、不同沙樣條件下，激光粒度儀與傳統(tǒng)粒吸法分析泥沙顆粒級(jí)配兩者之間相關(guān)關(guān)系復(fù)雜、隨機(jī)性大;即使是在同一河段、同一單站，也不是理論上一一對(duì)應(yīng)函數(shù)關(guān)系，而是存在對(duì)應(yīng)的差異性。

激光粒度分析儀在涂料分析中的應(yīng)用

對(duì)涂料中的鋅粉采用了干分散法和濕分散法測(cè)量，發(fā)現(xiàn)兩者都能客觀地反映樣品的粒度分布。不論選用濕分散法還是干分散法，為保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)做到以下幾個(gè)方面：*，選用干分散法測(cè)試要選用合適的分散壓力，只有選擇的壓力大小能*分散開(kāi)加入的樣品顆粒，才能測(cè)出準(zhǔn)確的樣品顆粒度分布，否則測(cè)試的結(jié)果僅為該樣品團(tuán)聚顆粒的粒度分布，也不能滿足樣品測(cè)試重復(fù)性的要求;第二，濕分散法測(cè)試分散介質(zhì)和分散劑的選擇至關(guān)重要，只有根據(jù)樣品的特點(diǎn)選擇好合適的分散介質(zhì)和分散劑才能獲得準(zhǔn)確的樣品粒度分布;第三，測(cè)試的鏡頭不能被污染，鏡頭要保持清潔，這樣才能保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確;第四，遮光指數(shù)控制在合適的范圍內(nèi)，干分散法測(cè)試控制在7%-10%，濕分散法測(cè)試控制在20%-30%為*測(cè)試范圍。

激光粒度分析儀在海洋分析中的應(yīng)用

利用激光粒度分析儀對(duì)大洋鉆探ODP204航次氣體水合物穩(wěn)定帶的598個(gè)沉積物樣品進(jìn)行了粒度分析，探索氣體水合物賦存和沉積物粒度之間的相關(guān)關(guān)系。發(fā)現(xiàn)水合物海嶺氣水合物穩(wěn)定帶內(nèi)沉積物的粒度組成特征為：粉砂含量主要在60%-75%之間，是氣水合物穩(wěn)定帶內(nèi)沉積組分的主體組分;粘土含量一般小于35%，砂含量一般小于5%，個(gè)別層位達(dá)到15%。體積平均粒徑、中值粒徑差值基本小于15um，個(gè)別層位差值可達(dá)30um左右。進(jìn)一步運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的相關(guān)性研究，定量地揭示各個(gè)站位沉積物粒徑變粗與氣體水合物之間存在的不同相關(guān)性。結(jié)果表明，有利于氣水合物賦存的粒級(jí)區(qū)間基本在45-130um之間，主要在大于64um砂級(jí)范圍內(nèi)，同時(shí)，一些站位中粒徑相對(duì)較粗的粉砂組分(45-60um)也有利于氣水合物的賦存。這個(gè)研究為進(jìn)一步了解沉積物細(xì)微的粒度變化與氣水合物的分布相關(guān)提供了新的沉積學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)方面的資料和認(rèn)識(shí)。

激光粒度分析儀在水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用

利用激光粒度分析儀對(duì)水泥顆粒級(jí)配分布進(jìn)行了預(yù)測(cè)，在水泥配比及熟料燒成條件不變的情況下，而水泥的顆粒分布同水泥的28天強(qiáng)度存在很好的相關(guān)性，水泥顆粒級(jí)配對(duì)水泥性能產(chǎn)生的各種影響，主要是因?yàn)椴煌笮☆w粒的水化速度不同，試驗(yàn)測(cè)定的結(jié)果為：0-10um顆粒，一天水化達(dá)75%，28天接近*;10-30um顆粒，7天水化接近一半;30-60um顆粒，28天水化接近一半;>60um顆粒，3個(gè)月后水化還不到一半。因此可通過(guò)水泥的顆粒分布預(yù)測(cè)其28天強(qiáng)度，預(yù)測(cè)結(jié)果基本上能滿足我們的控制要求，實(shí)現(xiàn)了超前控制。