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1、實驗7、粒度分析儀簡介及使用純牛奶粒度分布的測定（激光粒度法）一、實驗?zāi)康模?．掌握粒度分析儀的測定原理及操作方法。2．測定納米粒子的粒度尺徑及分布和Zeta電位性質(zhì)。二、實驗原理：2.1激光粒度儀介紹激光粒度分析儀儀是利用粒子的布朗運動，根據(jù)光的散射原理測量粉顆粒大小的，是一種比較通用的粒度儀。其特點是測量的動態(tài)范圍寬、測量速度快、操作方便，尤其適合測量粒度分布范圍寬的粉體和液體霧滴。對粒度均勻的粉體，比如磨料微粉，要慎重選用。激光粒度儀集成了激光技術(shù)、現(xiàn)代光電技術(shù)、電子技術(shù)、精密機械和計算機技術(shù)，具有測量速度快、動態(tài)范圍大、操作簡便、重復(fù)性好等優(yōu)點，現(xiàn)已成為全世界最流
2、行的粒度測試儀器。激光粒度儀作為一種新型的粒度測試儀器，已經(jīng)在其它粉體加工與應(yīng)用領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。它的特點是測試速度快、重復(fù)性好、準確性好、操作簡便。對提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能源消耗有著重要的意義。2.2激光粒度儀的原理激光粒度儀是根據(jù)顆粒能使激光產(chǎn)生散射這一物理現(xiàn)象測試粒度分布的。由于激光具有很好的單色性和極強的方向性，所以在沒有阻礙的無限空間中激光將會照射到無窮遠的地方，并且在傳播過程中很少有發(fā)散的現(xiàn)象。如圖1所示。圖1，激光束在無阻礙狀態(tài)下的傳播示意圖米氏散射理論表明，當光束遇到顆粒阻擋時，一部分光將發(fā)生散射現(xiàn)象，散射光的傳播方向?qū)⑴c主光束的傳播方向形成一個夾角θ，θ
3、角的大小與顆粒的大小有關(guān)，顆粒越大，產(chǎn)生的散射光的θ角就越?。活w粒越小，產(chǎn)生的散射光的θ角就越大。即小角度(θ)的散射光是有大顆粒引起的；大角度(θ1)的散射光是由小顆粒引起的，如圖2所示。進一步研究表明，散射光的強度代表該粒徑顆粒的數(shù)量。這樣，測量不同角度上的散射光的強度，就可以得到樣品的粒度分布了。圖2，不同粒徑的顆粒產(chǎn)生不同角度的散射光為了測量不同角度上的散射光的光強，需要運用光學(xué)手段對散射光進行處理。我們在光束中的適當?shù)奈恢蒙戏胖靡粋€富氏透鏡，在該富氏透鏡的后焦平面上放置一組多元光電探測器，不同角度的散射光通過富氏透鏡照射到多元光電探測器上時，光信號將被轉(zhuǎn)換成電信
4、號并傳輸?shù)诫娔X中，通過專用軟件對這些信號進行處理，就會準確地得到粒度分布了，如圖3所示。圖3，激光粒度分析儀原理光在傳播中，波前受到與波長尺度相當?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）分布與光波波長和隙孔或顆粒的尺度有關(guān)。用激光做光源，光為波長一定的單色光后，衍射和散射的光能的空間（角度）分布就只與粒徑有關(guān)。對顆粒群的衍射，各顆粒級的多少決定著對應(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)反映著各顆粒級的分布豐度。按照這一思路可建立表征粒度級豐度與各特定角處獲取的光能量的數(shù)學(xué)物理模
5、型，進而研制儀器，測量光能，由特定角度測得的光能與總光能的比較推出顆粒群相應(yīng)粒徑級的豐度比例量。2.3激光粒度儀產(chǎn)品分析對象滑石粉、硅藻土、重鈣、輕鈣、高嶺土、石墨、硅灰石、水鎂石、重晶石、云母粉、膨潤土、黏土、水泥、催化劑、醫(yī)藥、磨料、食品、農(nóng)藥、涂料、染料、熒光粉、陶瓷原料、各種乳濁液等三、激光粒度分析儀介紹：3.1激光粒度儀型號：NPA150/250/美國麥奇克（Microtrac）有限公司3.2激光粒度儀量程：0.8nm~6μm(可以定做量程)3.3激光粒度儀型號量程及性能特點：1、全自動激光粒度儀操作簡便，測試全程自動化，從分散介質(zhì)的加入、超聲、攪拌、到數(shù)據(jù)采集
6、、測試輸出、清洗等過程均可自動完成。2、激光粒度儀采用濕法測試方式，超聲、攪拌分散，超聲、攪拌時間可自由設(shè)定。3、粒度儀測試軟件設(shè)計人性化，界面友好，測試操作即學(xué)即會。4、粒度儀應(yīng)用全程米氏散射理論，使測試結(jié)果更加真實可信。5、激光粒度分析儀獨創(chuàng)的濃度指示系統(tǒng)，有效的降低了人為誤差對測試結(jié)果的影響。6、激光粒度分析儀采用自行設(shè)計的40路光電探測器，使測試精度更高。7、激光粒度分析儀提供包括粒徑范圍、分布百分比、累積百分比、比表面積、平均粒徑、分布曲線、累積曲線、D50、D10、D90等全面分析統(tǒng)計結(jié)果。8.便攜式設(shè)計，體積更小、重量更輕3.4激光粒度儀主要技術(shù)指標：1.全
7、自動激光粒度儀工作原理：全程米氏光散射理論2.固定雙激光光源：波長近紅外780nm最大輸出功率5mW額定輸出功率3mW3.儀器適宜溫度范圍：10–50℃4.儀器測定樣品溫度范圍：10–80℃5.粒度儀通道數(shù)：89路（單量程）6.樣品pH范圍：3-117.全自動激光粒度儀電源要求：100-240V47-63Hz8.粒度測量部分：1)粒度范圍：0.8nm~6.5μm（與折射率，濃度，散射角有關(guān)）2)樣品類型：任何膠體范圍大小的顆粒(懸浮于清液中)3)樣品體積：0.7~3mL4)分子量測定范圍：3×102~1×109Daltons5
