? 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)際樣品檢測結(jié)果舉例
結(jié)論
引言
在當(dāng)今上,通常采用基于激光衍射原理(Laser Diffraction)的激光粒度儀來對(duì)各種物料和樣品進(jìn)行粒度檢測,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,通過計(jì)算探測器上收集到的不同衍射圖形的光強(qiáng)分布,來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)集中在探測器的相同部位,不同大小的顆粒的衍射光強(qiáng)集中在探測器的不同部位,根據(jù)在多元探測器上得到的衍射光強(qiáng)的分布,通過顆粒大小和光強(qiáng)分布之間的相關(guān)公式來計(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:
通過探測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)—測量結(jié)果與顆粒在測量區(qū)的位置無關(guān),精度高:
德國新帕泰克公司的光路設(shè)計(jì)是平行光。激光束通過激光擴(kuò)束器形成大小和強(qiáng)度穩(wěn)定的平行光,通過測量區(qū)域,再經(jīng)過傅立葉鏡頭,在設(shè)備的另一邊安裝多元探測裝置,接受來自測量區(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量區(qū)域的前部還是后部,經(jīng)過傅立葉光學(xué)鏡頭后,都會(huì)成像在多元探測器上相同的位置上。也就是說,同一種尺寸和形狀的顆粒在多元探測器上都產(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—在被測試顆粒的大小區(qū)域內(nèi),分辨率高;
對(duì)于所有的光學(xué)儀器來說:每個(gè)量程的測量區(qū)間的中間部分是精確的,越靠近測試范圍的邊緣,誤差就越大。
測量范圍 vs 分辨率?
德國新帕泰克公司根據(jù)測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MAGIC 全自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換裝置,根據(jù)需要測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)測量范圍都覆蓋了這樣一個(gè)區(qū)間,使被測試產(chǎn)品的顆粒大小分布恰好落在此量程的中間部分,這就保證了測量的大分辨率和測試結(jié)果的精確性和可靠性。
MAGIC 全自動(dòng)鏡頭轉(zhuǎn)換裝置 | 全自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng) |
7 個(gè)高精度傅立葉光學(xué)鏡頭:
R1:0.1/0.18 — 35 微米 f= 20mm | |
R2:0.25/0.45 — 87.5 微米 f= 50mm | |
R3:0.5/0.9 — 175 微米 f= 100mm | |
R4:0.5/1.8 — 350 微米 f= 200mm | |
R5:0.5/4.5 — 875 微米 f= 500mm | |
R6:0.5/9.0 — 1750 微米 f= 1000mm | |
R7:0.5/18 — 3500 微米 f= 2000mm | |
R8:0.5/45 — 8750 微米 f= 5000mm |
軍用多元探測器
l 掃描速率為2000 次/秒,*收集得到顆粒的光強(qiáng)信息; | |
l 測試過程全程自動(dòng)對(duì)焦:在測試過程中隨時(shí)保證激光束中心、鏡頭中心、探測器中心和焦點(diǎn)在同一直線上,并保證探測器永遠(yuǎn)處于焦平面上,這是得到精確測試結(jié)果的又一個(gè)重要的保證! |
光纖實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸
用光纖來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬x器,在測試過程中,儀器將測試得到的大量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的傳輸給電腦,操作人員可以通過“信號(hào)檢測窗口”觀察測試過程中發(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)行而不是通過切斷電源來停止,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、濕樣濕測;瞬時(shí)分散,瞬時(shí)測量”的測量原則得以*的實(shí)現(xiàn),從根本上保證了測試結(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)行干濕不同測量法的全自動(dòng)轉(zhuǎn)換,*不需要人工轉(zhuǎn)換,操作起來非常方便。
★ 干粉和漿料都可以被*分散為單個(gè)的顆粒后再進(jìn)行測;
★ 測試速度快,無需特殊的樣品制備,特別適合廠礦企業(yè)、研究所、分析測試中心和高等院校等多種不同樣品的測試。
★ 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,無任何的彎角,*實(shí)現(xiàn)了瞬時(shí)分散、瞬時(shí)測量的原則。
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@每次測試2.5g Potland 水泥。
4. 根據(jù)被測物料的特性,分散壓力連續(xù)可調(diào)。
5. *設(shè)計(jì)的自清潔功能,測試完畢后系統(tǒng)自動(dòng)清潔可進(jìn)行下一個(gè)樣品測試,避免了不同樣品之間的交叉污染,無需在每個(gè)樣品測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)大顆粒也可以檢測出來
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、測試和出料;對(duì)分散介質(zhì)容量自動(dòng)檢測,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)到佳的分散效果。
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)。
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3.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
德國新帕泰克公司(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)樣品測試結(jié)果的比較,該指標(biāo)是美國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)際樣品的檢測結(jié)果參考
(1)超細(xì)磁性材料-NdFeB的3次平行檢測結(jié)果
(2)成品水泥10 次平行取樣檢測結(jié)果
(3)還原染料6次檢測結(jié)果:
(4)色漿三次取樣濕法重復(fù)性測試結(jié)果:
結(jié)論:
德國新帕泰克(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相應(yīng)大小的顆粒,保證好的分辨率。
★ 掃描速率高:2000 次/秒的*快的掃描速率,保證不丟失任何一個(gè)顆粒的信息。
★ 數(shù)據(jù)傳輸有保證:的光纖數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),既防止電磁對(duì)探測器的干擾,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)行干濕不同測量法的全自動(dòng)轉(zhuǎn)換,*不需要人工轉(zhuǎn)換,操作起來非常方便。
★ 樣品代表性好:每次可檢測的樣品量從幾毫克到幾公斤,保證檢測樣品的代表性;
★ *設(shè)計(jì)的自清潔功能,測試完畢后系統(tǒng)自動(dòng)清潔可進(jìn)行下一個(gè)樣品測試,避免了不同樣品之間的交叉污染,無需在每個(gè)樣品測試完后需將分散系統(tǒng)*打開進(jìn)行清潔。
★ 無參數(shù)數(shù)據(jù)處理模式:結(jié)果,可靠。
★ 操作人員影響小,同一臺(tái)儀器安裝在不同的地方,或者由不同的人員來操作,對(duì)同一個(gè)樣品的測試結(jié)果的一致性非常好!*避免了操作人員帶來的誤差!
★ 測試速度快,無需特殊的樣品制備,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、分析測試中心和高等院校等多種不同樣品的測試。
總之,*自動(dòng)化的激光粒度儀,將是您的佳選擇。
技術(shù)參數(shù):
參 數(shù) | 指 標(biāo) |
測試范圍 | 干法:0.1-3500微米 (可選擇不同的量程以獲得優(yōu)的測試精度) |
濕法: 0.1-875微米(可選擇不同的量程以獲得優(yōu)的測試精度) | |
重復(fù)性精度 | σ< 0.04% (同一產(chǎn)品單次取樣重復(fù)測試結(jié)果的誤差) |
σ< 0.3% (同一產(chǎn)品分次取樣測試結(jié)果的誤差) | |
光源 | 5mW 氦氖激光,波長632.8nm |
激光產(chǎn)品等級(jí) | 一級(jí) |
探測器 | 全自動(dòng)準(zhǔn)直對(duì)焦系統(tǒng),多元探測器,掃描速率:2000次/秒 |
測試時(shí)間 | 干法:10秒以內(nèi) |
濕法: 20秒以內(nèi) | |
遮光率 | 高達(dá)50%* |
樣品量 | 毫克-千克 |
進(jìn)樣方式 | 干法:振動(dòng)槽漏斗進(jìn)料 |
濕法:自動(dòng)循環(huán)進(jìn)料(蠕動(dòng)泵循環(huán)) | |
分散介質(zhì) | 干法:壓縮氣體(空氣或惰性氣體) |
濕法:各種液體 | |
分散方式 | 干法:0.1-6Bar壓力 ,連續(xù)可調(diào) |
濕法:內(nèi)置60W超聲波,功率和超聲時(shí)間可調(diào),速率可調(diào)的機(jī)械攪拌泵;蠕動(dòng)循環(huán)泵:速率可無級(jí)調(diào)節(jié) |