? 全自動(dòng)干濕二合一激光粒度儀

型號(hào)：HELOS-OASIS?

粒徑：0.1 µm –875 µm?

目錄

引言

激光粒度儀的原理

儀器介紹

1．HELOS激光系統(tǒng)特點(diǎn)

2．OASIS全自動(dòng)干濕二合一分散系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

3．?dāng)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)

4．儀器的精度

5．實(shí)際樣品檢測(cè)結(jié)果舉例

結(jié)論

引言

在當(dāng)今國(guó)際上，通常采用基于激光衍射原理（Laser Diffraction）的激光粒度儀來(lái)對(duì)各種物料和樣品進(jìn)行粒度檢測(cè)，這種儀器的特點(diǎn)是能夠在較短的時(shí)間內(nèi)給出比較詳細(xì)的粒度分布數(shù)據(jù)，很多行業(yè)如醫(yī)藥、水泥、涂料、油墨、化工、金屬、陶瓷、材料、稀土等都需要用到激光粒度儀。

激光粒度儀的原理

利用光的衍射現(xiàn)象，即大顆粒產(chǎn)生的衍射角小，小顆粒產(chǎn)生的衍射角大，通過(guò)計(jì)算探測(cè)器上收集到的不同衍射圖形的光強(qiáng)分布，來(lái)給出顆粒的粒度大小和粒度分布。（見下圖）

相同大小顆粒的衍射光強(qiáng)集中在探測(cè)器的相同部位，不同大小的顆粒的衍射光強(qiáng)集中在探測(cè)器的不同部位，根據(jù)在多元探測(cè)器上得到的衍射光強(qiáng)的分布，通過(guò)顆粒大小和光強(qiáng)分布之間的相關(guān)公式來(lái)計(jì)算得到顆粒的粒度分布:

顆粒大小和光強(qiáng)分布之間的關(guān)系：

在實(shí)際測(cè)量中，不同形貌的顆粒所產(chǎn)生的衍射圖形是不一樣的。檢測(cè)器上所得到的不同光強(qiáng)分布的衍射圖形，已包含了真實(shí)顆粒的大小和其形狀的信息：

通過(guò)探測(cè)器上收集得到的光強(qiáng)信號(hào)，以相應(yīng)的數(shù)學(xué)公式處理得到顆粒的粒度大小和粒度分布。

儀器介紹

1、HELOS 激光系統(tǒng)特點(diǎn)：

Helium-Neon Laser Optical System

平行光路設(shè)計(jì)—測(cè)量結(jié)果與顆粒在測(cè)量區(qū)的位置無(wú)關(guān)，精度高:

德國(guó)新帕泰克公司的光路設(shè)計(jì)是平行光。激光束通過(guò)激光擴(kuò)束器形成大小和強(qiáng)度穩(wěn)定的平行光，通過(guò)測(cè)量區(qū)域，再經(jīng)過(guò)傅立葉鏡頭，在設(shè)備的另一邊安裝多元探測(cè)裝置，接受來(lái)自測(cè)量區(qū)域的衍射信號(hào)。由于是平行光作用在樣品上，樣品中大小相同的顆粒，不管它們的位置處在測(cè)量區(qū)域的前部還是后部，經(jīng)過(guò)傅立葉光學(xué)鏡頭后，都會(huì)成像在多元探測(cè)器上相同的位置上。也就是說(shuō)，同一種尺寸和形狀的顆粒在多元探測(cè)器上都產(chǎn)生相同的衍射圖形。該尺寸顆粒的數(shù)量越多，在同樣位置上的衍射光強(qiáng)就越強(qiáng)。

分段量程—在被測(cè)試顆粒的大小區(qū)域內(nèi)，分辨率;

對(duì)于所有的光學(xué)儀器來(lái)說(shuō)：每個(gè)量程的測(cè)量區(qū)間的中間部分是確的，越靠近測(cè)試范圍的邊緣，誤差就越大。

測(cè)量范圍 vs 分辨率？

德國(guó)新帕泰克公司根據(jù)測(cè)試不同大小物料的需求，把0.1-8750 微米的總量程劃分成8個(gè)分量程，客戶可以通過(guò)MAGIC 全自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換裝置，根據(jù)需要測(cè)試的物料大小有選擇的安裝不同的量程（鏡頭），從而使每一個(gè)測(cè)量范圍都覆蓋了這樣一個(gè)區(qū)間，使被測(cè)試產(chǎn)品的顆粒大小分布恰好落在此量程的中間部分，這就保證了測(cè)量的分辨率和測(cè)試結(jié)果的精確性和可靠性。

7 個(gè)高精度傅立葉光學(xué)鏡頭：

多元探測(cè)器

光纖實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸

用光纖來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬x器，在測(cè)試過(guò)程中，儀器將測(cè)試得到的大量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的傳輸給電腦，操作人員可以通過(guò)“信號(hào)檢測(cè)窗口”觀察測(cè)試過(guò)程中發(fā)生的狀況，一旦出現(xiàn)異常情況時(shí)，隨時(shí)可以停止儀器運(yùn)行而不是通過(guò)切斷電源來(lái)停止，如果直接切斷電源的話，很容易造成對(duì)硬件尤其是對(duì)電腦的損壞，從而造成寶貴的測(cè)試數(shù)據(jù)的丟失。

2．分散系統(tǒng)

OASIS 全自動(dòng)干濕二合一分散系統(tǒng)的特點(diǎn)：

★ 使“干樣干測(cè)、濕樣濕測(cè)；瞬時(shí)分散，瞬時(shí)測(cè)量”的測(cè)量原則得以的實(shí)現(xiàn)，從根本上保證了測(cè)試結(jié)果的可靠性；

★ OASIS 是目前的全自動(dòng)干濕二合一分散系統(tǒng)，使用非常方便。使用這種儀器，隨時(shí)可以進(jìn)行干粉樣品和漿料樣品測(cè)試的任意切換，只要點(diǎn)一下鼠標(biāo)、僅需5 秒鐘就可進(jìn)行干濕不同測(cè)量法的全自動(dòng)轉(zhuǎn)換，不需要人工轉(zhuǎn)換，操作起來(lái)非常方便。

★ 干粉和漿料都可以被分散為單個(gè)的顆粒后再進(jìn)行測(cè)；

★ 測(cè)試速度快，無(wú)需特殊的樣品制備，特別適合廠礦企業(yè)、研究所、分析測(cè)試中心和高等院校等多種不同樣品的測(cè)試。

★ 其中干法分散系統(tǒng)的特點(diǎn)：

1. RODOS 分散系統(tǒng)是世界上獲得的干法分散系統(tǒng)，可將小至0.1 微米的團(tuán)聚粉體進(jìn)行的分散。

2. 分散管的設(shè)計(jì)是直線型，無(wú)任何的彎角，實(shí)現(xiàn)了瞬時(shí)分散、瞬時(shí)測(cè)量的原則。

3. 分散管采樣特殊的耐磨材料制成，保證分散管的壽命至少100,000 次@每次測(cè)試2.5g Potlａnd 水泥。

4. 根據(jù)被測(cè)物料的特性，分散壓力連續(xù)可調(diào)。

5. 設(shè)計(jì)的自清潔功能，測(cè)試完畢后系統(tǒng)自動(dòng)清潔可進(jìn)行下一個(gè)樣品測(cè)試，避免了不同樣品之間的交叉污染，無(wú)需在每個(gè)樣品測(cè)試完后需將分散系統(tǒng)打開進(jìn)行清潔。

6. 已有幾千套不同型號(hào)的HELOS/RODOS 干法激光粒度儀應(yīng)用在不同的行業(yè)，事實(shí)證明德國(guó)新帕泰克公司的干法激光粒度儀的確是性能非常優(yōu)異的粒度儀。

7. 樣品量：毫克－千克，即使是樣品中的極少數(shù)大顆粒也可以檢測(cè)出來(lái)

下圖為干法分散系統(tǒng)RODOS：

享有盛譽(yù)的微粉干法分散系統(tǒng) RODOS 和常量進(jìn)樣器 VIBRI

★ 其中濕法分散系統(tǒng)的特點(diǎn)：

1. 一體化的不銹鋼分散池：帶有高低雙液位控制器，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的進(jìn)料、測(cè)試和出料；對(duì)分散介質(zhì)容量自動(dòng)檢測(cè)，容積400 毫升。

2. 內(nèi)置超聲波分散設(shè)備：0－60W 可調(diào)的超聲能量輸出，分散不同性質(zhì)的樣品。

3. 兩個(gè)攪拌分散器：輔助可調(diào)速率，達(dá)到的分散效果。

4. 蠕動(dòng)泵循環(huán)分散系統(tǒng)：循環(huán)管道為硅橡膠和氟橡膠。

5. 樣品池：不銹鋼樣品流動(dòng)池，寬度為2 毫米或4 毫米。

6. 全自動(dòng)系統(tǒng)自清潔功能：避免不同樣品之間的交叉污染。

圖為濕法分散系統(tǒng)SUCELL

下圖為的干法分散系統(tǒng) RODOS+濕法分散系統(tǒng)SUCELL 組合成為的OASIS 全自動(dòng)干濕二合一分散系統(tǒng)。

3．數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

德國(guó)新帕泰克公司（Sympatec GmbH）自行研發(fā)的操作軟件WINDOX 系列，基于Window操作系統(tǒng)，在粒度檢測(cè)的數(shù)據(jù)處理中Frauhofor 和Mie 兩種計(jì)算模式相輔相成：

(1) 適用于新帕泰克公司的全系列產(chǎn)品：如HELOS（激光粒度儀）系列、OPUS（高濃度超聲衰減粒度儀）系列、NANOPHOX（納米粒度儀）系列和QICPIC（動(dòng)態(tài)顆粒圖像分析儀）系列；

(2) 可進(jìn)行個(gè)性化模板設(shè)計(jì)輸出格式；

(3) 一覽式輸入，清楚明了；

(4) 形象化的圖標(biāo)表示相應(yīng)的含義：如鬧鐘表示時(shí)間控制、粉末堆表示產(chǎn)品特性參數(shù)等等：

4. 儀器的精度

德國(guó)新帕泰克公司（Sympatec GmbH）激光粒度儀的技術(shù)指標(biāo)：

Repeatability：σ< 0.04% (repeat sample)

σ< 0.3% (riffled sample)

Comparability：σ<2.5% mean rel. sdσ< 0.04% (repeat sample)

Repeatability：同一個(gè)樣品在同一臺(tái)儀器上測(cè)試得到的結(jié)果的比較，分為單次取樣進(jìn)行循環(huán)和分次取樣兩種；

Comparability：相同規(guī)格的兩臺(tái)儀器對(duì)同一個(gè)樣品測(cè)試結(jié)果的比較，該指標(biāo)是美國(guó)FDA 對(duì)醫(yī)藥集團(tuán)公司的化提出的，是為了能夠使不同地區(qū)、不同使用者對(duì)同樣的樣品的檢測(cè)有可比較的結(jié)果。這樣對(duì)粒度儀制造者的要求也大大提高了，而目前尚只有新帕泰克公司提供這樣的技術(shù)指標(biāo)，因?yàn)檫@對(duì)儀器制造商的技術(shù)要求更高。

5．實(shí)際樣品的檢測(cè)結(jié)果參考

（1）超細(xì)磁性材料-NdFeB的3次平行檢測(cè)結(jié)果

（2）成品水泥10 次平行取樣檢測(cè)結(jié)果

（3）還原染料6次檢測(cè)結(jié)果:

（4）色漿三次取樣濕法重復(fù)性測(cè)試結(jié)果：

結(jié)論：

德國(guó)新帕泰克（Sympatec GmbH）的激光粒度儀：

★ 精度高：采用平行光路設(shè)計(jì)，精度有保證。

★ 分辨率高：不同焦距的鏡頭檢測(cè)相應(yīng)大小的顆粒，保證分辨率。

★ 掃描速率高：2000 次/秒的的掃描速率，保證不丟失任何一個(gè)顆粒的信息。

★ 數(shù)據(jù)傳輸有保證：專用的光纖數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，既防止電磁對(duì)探測(cè)器的干擾，又保證數(shù)據(jù)的完整傳輸。

★ 樣品分散有保證：干粉采用的干法分散系統(tǒng)，RODOS 分散系統(tǒng)是世界上獲得的干法分散系統(tǒng)，可將小至0.1 微米的團(tuán)聚粉體進(jìn)行的分散；濕樣采用濕法分散系統(tǒng)，SUCELL 實(shí)現(xiàn)漿料、懸浮液或乳濁液等的全自動(dòng)濕法測(cè)試；

★ OASIS 是目前的全自動(dòng)干濕二合一分散系統(tǒng)，使用非常方便。使用這種儀器，隨時(shí)可以進(jìn)行干粉樣品和漿料樣品測(cè)試的任意切換，只要點(diǎn)一下鼠標(biāo)、僅需5 秒鐘就可進(jìn)行干濕不同測(cè)量法的全自動(dòng)轉(zhuǎn)換，不需要人工轉(zhuǎn)換，操作起來(lái)非常方便。

★ 樣品代表性好：每次可檢測(cè)的樣品量從幾毫克到幾公斤，保證檢測(cè)樣品的代表性；

★ 設(shè)計(jì)的自清潔功能，測(cè)試完畢后系統(tǒng)自動(dòng)清潔可進(jìn)行下一個(gè)樣品測(cè)試，避免了不同樣品之間的交叉污染，無(wú)需在每個(gè)樣品測(cè)試完后需將分散系統(tǒng)打開進(jìn)行清潔。

★ 無(wú)參數(shù)數(shù)據(jù)處理模式：結(jié)果，可靠。

★ 操作人員影響最小，同一臺(tái)儀器安裝在不同的地方，或者由不同的人員來(lái)操作，對(duì)同一個(gè)樣品的測(cè)試結(jié)果的一致性非常好！避免了操作人員帶來(lái)的誤差！

★ 測(cè)試速度快，無(wú)需特殊的樣品制備，從進(jìn)樣到給出結(jié)果僅需幾秒鐘。特別適合廠礦企業(yè)、研究所、分析測(cè)試中心和高等院校等多種不同樣品的測(cè)試。

總之，自動(dòng)化的激光粒度儀，將是您的。