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盘点导致激光粒度仪测试数据漂移的几个原因
2019.09.28   点击537次

激光为波长一定的单色光,在行进过程中经过衍射和散射的激光束光能的空间分布(角度和强度)只与颗粒大小有关。颗粒群对光束产生衍射,各级不同大小颗粒数量的多少决定着对应各特定角处获得的光能量的大小,各特定角光能量在总光能量中的比例,反映着各颗粒大小分级的分布丰度。激光粒度仪是用激光做光源,按照这一思路建立起来的表征粒度大小分级丰度与各特定角处获取的光能量的数学物理模型,进而研制出的一种可测量光能的仪器,其由特定角度测得的光能与总光能的比较推算出颗粒群相应粒径分级的丰度比例量。  

激光粒度分析系统根据进样分散方式分为湿法测试仪器、干法测试仪器、干湿一体测试仪器,另还有专用型仪器,例如喷雾激光粒度仪、在线激光粒度仪等。它的测试原理是依据光的散射现象:光在行进过程中遇到颗粒时,将有一部分偏离原来的传播方向,这种现象称为光的散射或者衍射。颗粒尺寸越小,散射角越大;颗粒尺寸越大,散射角越小。  

下面我们将介绍一些会导致激光粒度仪数据漂移的常见原因:

1、镜头和测试窗口玻璃污染。光学仪器的镜头污染是常见故障。激光粒度仪作为粉体检测设备,常常会面对多尘环境,测试窗口镜片则是会直接接触粉体样品的光学器件。聚焦透镜或者准直透镜等光学镜片受到使用环境中的浮尘污染或者发生霉菌污染,会使纯净的测量光束产生杂散光。这些杂散光会混入样品的散射光中干扰测试;测量窗口镜片上的污染物则会直接产生较强的散射光。因此,需要经常按照操作规程清洗镜片,保证光学镜片的清洁。

2、激光光路偏移。激光器是会发热的器件,在工作周期内,它们会周而复始的发热-降温-发热。任何物体都会有热胀冷缩现象,几何尺寸会随温度变化而变化。而激光粒度仪光路装配精度要求非常高,随着仪器使用周期延长,光路几乎不可避免的会出现偏移现象。光路偏移,会导致测量光束光能衰减、探测器排布角度发生漂移,从而导致测量数据漂移。因此定期校准光路也是非常重要的。

3、进样系统的循环、分散效能波动。分散样品所使用的介质的特性、介质的流速(对于干法仪器而言则是气压和气流量)、超声分散设备的工况、水泵转速等都会明显影响测试数据,需要细心关注。应对的方法如下: A、关注测试用水的质量,特别是那些以自来水为介质的用户。  B、干法仪器用户则需定期检查和维护保养空压机,空气过滤装置,粉尘收集装置。保证分散样品的高压空气质量。  C、关注超声分散设备功率输出是否正常。  D、观察进样器的运转情况,如发现有转速波动时需及时维护。

4、光电探测器及其放大电路参数漂移。

5、测量参数、测量条件变动。分析模型、样品测量参数、测试环境(例如湿度、测试介质温度等)都有可能影响测试数据。我们先要保证分析模型、样品测量参数(特别是样品折射率)选择正确。对于测试环境的影响,视不同样品和仪器工作环境不同,影响差别很大,需要具体情况具体分析。

6、其它特殊情况影响。 A、镜片结雾问题。这个问题通常发生在春季潮湿季节或者是使用地下水做测试的用户。测量窗口镜片温度远低于室温时,很容易结雾。这个是固有的物理现象,只能通过提高测试介质温度来解决。  B、激光器老化,导致光能波动大。这种情况需要更换激光器。  C、分散剂过期失效,需要关注分散剂保存环境及其保质期限。

激光粒度仪的主要优点是量程大、测试重复性好、操作便捷,其应用十分广泛。作为一种光学仪器,日常的测试操作和维护保养要非常仔细,否则会影响测试结果的可靠性。

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