儀器型號(hào)：AccuSizer 780 A9000 FX-PP

工作原理：基于光阻法的集聚光束技術(shù)（Focused Light Obscuration&SPOS）

檢測范圍： 0.6μm-20μm

AccuSizer系列使用單粒子光學(xué)定徑SPOS的方法來快速計(jì)數(shù)和確定粒子的粒徑，一次通過一個(gè)，構(gòu)建一個(gè)真實(shí)的粒子大小分布。AccuSizer FX在更高的粒子濃度下使用這種原理進(jìn)行測量。

AccuSizer FX利用集聚光束技術(shù),準(zhǔn)許傳感器聚焦到一個(gè)特定的區(qū)域使得測試濃度達(dá)到106個(gè)/mL，測試范圍為0.6μm-20μm。這些是數(shù)千倍的濃度水平高于傳統(tǒng)傳感器。盡管其他技術(shù)也嘗試過這種方法來監(jiān)視高濃度流程流，但它一直受到低分辨率和準(zhǔn)確性的困擾。FX和FX Nano采用了的光電混合技術(shù)，保持了與傳統(tǒng)SPOS傳感器相同的分辨率和精確度。AccuSizer FX監(jiān)測散射信號(hào)大小下限0.7µm。傳統(tǒng)的單粒子光學(xué)粒徑尺寸下限的限制因素之一是需要找到足夠干凈的稀釋劑，這樣它們就不會(huì)添加或構(gòu)成被分析樣本的大部分背景計(jì)數(shù)。由于FX傳感器能夠在較小的尺寸范圍內(nèi)檢測，背景計(jì)數(shù)級(jí)別不再是一個(gè)問題。在過去，幾千個(gè)背景計(jì)數(shù)會(huì)引起極大的關(guān)注，但現(xiàn)在濃度超過100萬，幾千個(gè)背景計(jì)數(shù)不會(huì)影響整體分布。與其他儀器不同的是，F(xiàn)X在幾分鐘內(nèi)可以計(jì)數(shù)和測量數(shù)十萬個(gè)粒子。

技術(shù)優(yōu)勢

1、高濃度下檢測范圍廣，0.6μm-20μm；

2、濃度測試上限高，10¹²#/ml；

3、高分辨率，高靈敏性，統(tǒng)計(jì)精度高；

4、粒子靈敏度 ≤10PPT

5、粒徑準(zhǔn)確度 ≥98%

6、粒子計(jì)數(shù)準(zhǔn)確度 ≥90%

7、可自定義32個(gè)用戶自定義檢測通道；

8、數(shù)據(jù)結(jié)果以多種形式和格式呈現(xiàn)，并可以追溯歷史數(shù)據(jù)；

9、模塊化設(shè)計(jì)，便于升級(jí)及維護(hù)；

工作原理

目錄結(jié)構(gòu)：

1.單顆粒光學(xué)傳感技術(shù)簡介

2.傳統(tǒng)光阻法和光散法測量粒度的原理

3.PSS的SPOS技術(shù)介紹

4.何為聚集光束技術(shù)

前言

單顆粒光學(xué)傳感技術(shù)（Single Particle Optical Sizing, SPOS）是一種用于測量溶劑中懸浮粒子的大小和數(shù)量濃度的激光粒度檢測通用技術(shù)。在SPOS技術(shù)中液體懸浮液中的粒子流經(jīng)傳感器的樣品池時(shí)，在激光光源的照射下，被阻擋或者被散射的光會(huì)轉(zhuǎn)變成脈沖電壓信號(hào)，脈沖信號(hào)的大小是由粒子的截面面積和物理判定規(guī)則即光散射或者光阻共同決定的。光阻也被稱為不透光度或者光消減。而粒子間的相互阻擋和散射是和粒子的大小和濃度是有關(guān)系的，利用脈沖幅度分析器和校準(zhǔn)曲線便可以得到懸浮粒子的數(shù)量濃度和粒度大小分布。傳統(tǒng)光阻法可以測得1.5μm以上的粒子和并具有較高的分辨率。

單顆粒傳感技術(shù)（SPOS）常見粒度儀檢測技術(shù)在檢測粒徑分布中的重要不足—粒子數(shù)量的統(tǒng)計(jì)。自AccuSizer 780系列儀器誕生，以往以犧牲精確性和分辨率來換取檢測速度和易用的歷史一去不復(fù)返！

AccuSizer 780 A9000 FXnano-SIS 納米大顆粒計(jì)數(shù)器的集聚光束光阻技術(shù)（Focused Light Obscuration）是在傳統(tǒng)單LE光阻傳感器的單顆粒光學(xué)傳感技術(shù)的基礎(chǔ)上加入了FXnano傳感器。雙傳感器同時(shí)運(yùn)行的情況下，檢測下限由原來的0.5μm下探至0.15μm，使得該儀器在大顆粒檢測領(lǐng)域的應(yīng)用更加的廣泛。

粒粒皆清楚，不丟失任何細(xì)節(jié)。

2.傳統(tǒng)光阻法與光散射法原理

Figure 1 光阻法檢測示意圖

圖1為光阻法檢測原理圖，待測液體流過橫截面很小的流通池，流通池兩側(cè)裝有光學(xué)玻璃，激光器的光束通過透鏡組準(zhǔn)直，光束穿過流通池并被光電探測器所接收。若待測液體中沒有顆粒，則光電探測器接收到的光信號(hào)穩(wěn)定不變，輸出的電壓信號(hào)也恒定，將此恒定信號(hào)作為基準(zhǔn)電壓；若液體中有顆粒物質(zhì)，顆粒通過流通池傳感區(qū)域，將會(huì)遮擋激光，光電探測器接收到的光信號(hào)減小，產(chǎn)生一個(gè)負(fù)的脈沖電信號(hào)，如下圖2所示。

Figure 2 光電二極管信號(hào)

脈沖信號(hào)幅度與基準(zhǔn)電壓信號(hào)有如下關(guān)系：

（1）

式（1）中：E為顆粒遮擋引起的脈沖幅度；a為顆粒的有效遮擋面積（等效為球形）;A為光電探測器的有效面積；E0是沒有顆粒時(shí)的光電探測器所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓。因此，脈沖信號(hào)幅度對(duì)應(yīng)顆粒的大小，脈沖信號(hào)個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)顆粒的數(shù)量。

Figure 3 光散射法檢測原理圖

圖3為光散射法檢測原理圖，待測液體流過流通池，流通池兩側(cè)裝有光學(xué)玻璃，激光器的光束通過透鏡組準(zhǔn)直，光束穿過流通池，照射在光陷進(jìn)上。若待測液體中沒有顆粒，則光電探測器就收不到光信號(hào)，若液體中有顆粒，顆粒通過流通池，與激光光束發(fā)生散射現(xiàn)象。某一個(gè)（或幾個(gè)）角度下的散射光通過透鏡收集匯聚到光電探測器上，產(chǎn)生正的電信號(hào)脈沖，脈沖信號(hào)的幅度和散射光強(qiáng)成正比。根據(jù)信號(hào)的幅度和個(gè)數(shù)可以對(duì)液體中的微小顆粒進(jìn)行計(jì)數(shù)檢測。

當(dāng)光束照射含有懸浮微粒的液體時(shí)光能減弱。根據(jù)文獻(xiàn), 此時(shí)懸浮液中微粒會(huì)對(duì)光產(chǎn)生散射和吸收等作用,因?yàn)檫@些作用導(dǎo)致的光強(qiáng)減弱與微粒的濃度存在線性關(guān)系。在文獻(xiàn)中引用了如下公式,來描述當(dāng)微粒濃度較小時(shí),透射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之間的關(guān)系:

它對(duì)應(yīng)于因?yàn)樯⑸浜臀斩鴮?dǎo)致光的衰減總量。有米氏散射的理論，隨著微粒的增大，光強(qiáng)大量集中于前向0度角附近，圖1中我們也可以注意到這一點(diǎn)。（4）式中沒有考慮到這樣的事實(shí)：在光阻法檢測中，前向0角度附近的散射光仍然能夠被探測器接收，因此必須考慮對(duì)散射系數(shù)進(jìn)行修正。實(shí)際中（4）式變?yōu)椋?/p>

3.PSS技術(shù)的單顆粒光學(xué)傳感技術(shù)簡介

經(jīng)過光感區(qū)域的粒子由于大小不同，光強(qiáng)隨之產(chǎn)生相應(yīng)的變化。將探測器收集的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，不同的電壓信號(hào)對(duì)應(yīng)不同的粒徑大小，從而得到微粒的粒徑。美國PSS粒度儀公司（Particle Sizing Systems）的單顆粒光學(xué)傳感技術(shù)（Single Particle Optical Sizing，SPOS）是在傳統(tǒng)光阻法（LE）大顆粒光學(xué)傳感技術(shù)的基礎(chǔ)上加入了激光散射模塊（LS）。在兩個(gè)模塊（LE+LS）同時(shí)運(yùn)行的情況下，檢測下限由原來純光阻的1.5μm下探至0.5μm。使得其在大顆粒檢測領(lǐng)域的應(yīng)用更加的廣泛。

SPOS技術(shù)對(duì)粒子的信號(hào)響應(yīng)方式是信號(hào)與特定粒子相對(duì)應(yīng)的。AccuSizer 780系列儀器中的傳感器通過兩種不同性質(zhì)的物理作用（）：光消減（light extinction, LE）與光散射（light scattering, LS）對(duì)通過傳感器的粒子進(jìn)行測定。光消減技術(shù)檢測通過流動(dòng)池的光強(qiáng)變化，擁有檢測粒子的粒徑范圍廣且與粒子組份無關(guān)等優(yōu)點(diǎn)。然而，它的靈敏度有限。另一方面，光散射技術(shù)具有相對(duì)窄的動(dòng)態(tài)粒徑范圍 (取決于檢測器/放大器的飽和值)，但能檢測到小粒徑的粒子，使用大功率激光光源還能檢測到粒徑更小的粒子。通過合并光消減和光散射響應(yīng)信號(hào)，傳感器可同時(shí)擁有這兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，因而在不損失單粒子分辨率巨大優(yōu)勢的前提下?lián)碛邢鄬?duì)較廣的動(dòng)態(tài)粒徑范圍。

4.何為集聚光束技術(shù)簡介

集聚光束技術(shù)儀器采用雙傳感器檢測，。

LE系列傳感器采用單顆粒光學(xué)傳感技術(shù)（SPOS）：該技術(shù)是一種用于測量溶劑中懸浮粒子的尺寸和濃度的激光粒度檢測通用技術(shù)。在SPOS技術(shù)中液體懸浮液中的粒子流經(jīng)傳感器的樣品池時(shí)，在激光光源的照射下，被阻擋或者被散射的光會(huì)轉(zhuǎn)變成脈沖電壓信號(hào)，脈沖信號(hào)的大小是由粒子的截面面積和物理判定規(guī)則即光散射或者光阻共同決定的。光阻也被稱為不透光度或者光消減。而粒子間的相互阻擋和散射是和粒子的大小和濃度是有關(guān)系的，利用脈沖幅度分析器和校準(zhǔn)曲線便可以得到懸浮粒子的濃度和粒子大小的分布。

FX系列傳感器采用集聚光束技術(shù)（Focused Light Obscuration）：該技術(shù)在測量高濃度樣品上具有的優(yōu)勢。樣品均勻分布在傳感器的樣品池中，激光僅照射到樣品的一部分，探測區(qū)域中的入射光被粒子阻擋和散射，光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)變成脈沖電壓信號(hào)，脈沖電壓的高度取決于粒子的大小和通過光束的距離，通過去卷積計(jì)算將得到的脈沖分布轉(zhuǎn)變成粒徑分布。得到樣品的照射區(qū)域的粒徑分布后，通過計(jì)算放大倍數(shù)，從而得到樣品的整體粒徑分布。集聚光束技術(shù)通過大幅度消減照射區(qū)域（view volume），從而擴(kuò)大檢測濃度范圍，降低檢測粒徑下限，已成為一項(xiàng)技術(shù)。

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