粒径仪的工作原理与测量技术解析

粒径仪的工作原理与测量技术解析

粒径仪是用于测量颗粒大小的精密仪器，在材料科学、制药、化工、环保等多个领域有着广泛的应用。本文将为您详细介绍粒径仪的工作原理和测量技术，帮助您更好地理解这一重要工具。

粒径仪的工作原理

1. 散射法

散射法是基于光与颗粒相互作用时产生的散射现象来测量粒径的。当一束光照射到颗粒上时，颗粒会使光发生散射，散射光的强度、角度和偏振等特性与颗粒的大小、形状和折射率等因素有关。

根据米氏散射理论，对于球形颗粒，在特定波长下，散射光的强度分布呈现出一定的规律。通过测量散射光在不同角度的强度，利用数学模型可以反推出颗粒的粒径大小。

2. 筛分法

筛分法是一种传统的粒径测量方法，其原理是利用不同孔径的筛网对颗粒进行筛选。将待测颗粒样品放在一系列具有不同孔径的筛网上，通过振动等方式使颗粒通过筛网，留在不同筛网上的颗粒对应着不同的粒径范围。

筛分法操作简单，适用于颗粒形状规则、粒度分布较宽的情况。但该方法对于细小颗粒的测量精度较低，且操作过程较为繁琐，需要耗费较多的时间和人力。

3. 沉降法

沉降法是根据颗粒在液体或气体中的沉降速度来测量粒径的。根据斯托克斯定律，在一定条件下，颗粒在流体中的沉降速度与颗粒的大小、密度以及流体的黏度等因素有关。

通过测量颗粒在流体中的沉降速度，结合已知的其他参数，就可以计算出颗粒的粒径。沉降法适用于测量较大颗粒的粒径，对于微小颗粒的测量则受到沉降时间过长等因素的限制。

粒径仪的测量技术

1. 激光衍射技术

激光衍射技术是目前应用较为广泛的粒径测量技术之一。它利用激光作为光源，通过测量颗粒对激光的衍射光强分布来计算颗粒的粒径。激光衍射技术具有测量范围宽、精度高、速度快等优点，能够准确测量从纳米级到毫米级的颗粒粒径。

2. 动态光散射技术

动态光散射技术主要用于测量微小颗粒的粒径。该技术通过测量颗粒在流体中布朗运动引起的散射光强度的波动来获取颗粒的粒径信息。动态光散射技术具有非侵入性、测量速度快等优点，适用于研究纳米颗粒的粒径分布和动力学性质。

3. 图像分析法

图像分析法是通过拍摄颗粒的显微镜图像，然后利用图像处理软件对图像进行分析来测量颗粒的粒径。该方法可以直接观察颗粒的形状和大小，对于不规则形状颗粒的测量具有一定的优势。但图像分析法需要对样品进行制样和显微镜观察，操作过程相对复杂，且测量结果可能受到图像质量和分析软件的影响。