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激光粒度儀應用導論之參數(shù)拾遺篇
  • 更新日期:2024-03-14     信息來源:      瀏覽次數(shù):1904
    •     激光粒度儀測試報告顯示的其他參考性數(shù)據(jù)大概有以下幾類:

          ·顆粒折射率和介質(zhì)折射率

          根據(jù)Mie散射理論,顆粒折射率和介質(zhì)(即懸浮液體或氣體)折射率以及粒度分布共同決定了散射光場的分布。因此理論上應該輸入正確的顆粒和介質(zhì)折射率數(shù)值,才能得到正確的測量結果。

          一般而言,分散介質(zhì)的種類有限(水最為常用),折射率數(shù)值容易得到。對顆粒折射率,盡管儀器廠家給出了數(shù)量眾多的數(shù)據(jù),但有時顆粒折射率仍然會困擾儀器的應用。這是因為目前文獻可查的物質(zhì)的折射率,都是在特定的光波長和物質(zhì)純度條件下得到的,測定折射率時用的波長與激光粒度儀的波長大多數(shù)情況下是不一致的。另外實際待測樣品的物質(zhì)純度和測定折射率時用的物質(zhì)純度也不一定一致。波長的改變和物質(zhì)純度的改變都可能引起折射率的改變。困擾激光粒度儀應用的另一個問題是顆粒折射率的虛部,即吸收系數(shù)。

          顆粒的折射率問題是本學科需要深入研究的問題。

          ·遮光比

          遮光比是表征顆粒在分散介質(zhì)中的濃度的指標。濃度太高,會導致散射光被顆粒散射2次以上(稱為“復散射”),從而使測量結果失真;濃度太低,則散射信號太弱,信噪比低,測量結果重復性差,有時還會降低粗顆粒的測量靈敏度。一般而言,10%的遮光比是一個有參考意義的數(shù)值。當顆粒較粗,比如大于50µm,遮光比可以適當提高;顆粒較細,比如小于1µm,遮光比應該適當降低。

          ·擬合殘差

          擬合殘差用以表征反演獲得的粒度分布所對應的光能分布與實測的光能分布之間的方均根誤差。如果顆粒是圓球形、散射光能分布的測量誤差為零、反演計算準確無誤,那么擬合殘差應該為零。但實際上由于測量誤差的存在,顆粒形狀大多偏離球形,以及反演算法的不完善,擬合殘差為0是極少出現(xiàn)的。一個可以參考的數(shù)值是1%。大多數(shù)情況下擬合殘差都小于1%。如果擬合殘差顯著大于1%,比如達到甚至大于2%,那么就要懷疑測量結果的可靠性了。導致擬合殘差過大的原因有以下幾種可能:(1)散射光能測量誤差過大(一般出現(xiàn)在儀器測量范圍的邊緣,例如0.05µm);(2)顆粒折射率的輸入值與實際值嚴重偏離;(3)反演計算失敗。

          【進階知識5】擬合殘余過大時,為了查找原因,可以掉看“光能擬合曲線”(如果儀器提供了這個功能)。結合激光粒度儀的原理,用戶或者儀器供應商的技術支持人員可以分析造成擬合殘差過大的原因。具體的分析涉及許多專業(yè)知識和經(jīng)驗,在此不展開討論。

          ·比表面積

          比表面積用以表征顆粒樣品的表面積大小,其定義是單位重量或單位體積顆粒樣品的表面積之和。如果顆粒是圓球形的,那么知道了樣品的粒度分布,我們就可以計算出樣品的比表面積。體積比表面積除以顆粒的密度,就得到重量比表面積??梢韵胂?,如果顆粒是非球形的,那么激光粒度儀根據(jù)粒度分布給出的比表面積就小于實際的比表面積。所以這個比表面積只有參考意義。