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激光粒度仪应用导论之参数拾遗篇
  • 发布日期:2018-09-05     信息来源:      浏览次数:286
    •         激光粒度仪测试报告显示的其他参考性数据大概有以下几类:

       

      ·         颗粒折射率和介质折射率

      根据Mie散射理论,颗粒折射率和介质(即悬浮液体或气体)折射率以及粒度分布共同决定了散射光场的分布。因此理论上应该输入正确的颗粒和介质折射率数值,才能得到正确的测量结果。

      一般而言,分散介质的种类有限(水最为常用),折射率数值容易得到。对颗粒折射率,尽管仪器厂家给出了数量众多的数据,但有时颗粒折射率仍然会困扰仪器的应用。这是因为目前文献可查的物质的折射率,都是在特定的光波长和物质纯度条件下得到的,测定折射率时用的波长与激光粒度仪的波长大多数情况下是不一致的。另外实际待测样品的物质纯度和测定折射率时用的物质纯度也不一定一致。波长的改变和物质纯度的改变都可能引起折射率的改变。困扰激光粒度仪应用的另一个问题是颗粒折射率的虚部,即吸收系数。

      颗粒的折射率问题是本学科需要深入研究的问题。

       

      ·         遮光比

      遮光比是表征颗粒在分散介质中的浓度的指标。浓度太高,会导致散射光被颗粒散射2次以上(称为“复散射”),从而使测量结果失真;浓度太低,则散射信号太弱,信噪比低,测量结果重复性差,有时还会降低粗颗粒的测量灵敏度。一般而言,10%的遮光比是一个有参考意义的数值。当颗粒较粗,比如大于50µm,遮光比可以适当提高;颗粒较细,比如小于1µm,遮光比应该适当降低。

       

      ·         拟合残差

           拟合残差用以表征反演获得的粒度分布所对应的光能分布与实测的光能分布之间的方均根误差。如果颗粒是圆球形、散射光能分布的测量误差为零、反演计算准确无误,那么拟合残差应该为零。但实际上由于测量误差的存在,颗粒形状大多偏离球形,以及反演算法的不完善,拟合残差为0是极少出现的。一个可以参考的数值是1%。大多数情况下拟合残差都小于1%。如果拟合残差显著大于1%,比如达到甚至大于2%,那么就要怀疑测量结果的可靠性了。导致拟合残差过大的原因有以下几种可能:(1)散射光能测量误差过大(一般出现在仪器测量范围的边缘,例如0.05µm);(2)颗粒折射率的输入值与实际值严重偏离;(3)反演计算失败。

      【进阶知识5】拟合残余过大时,为了查找原因,可以掉看 “光能拟合曲线”(如果仪器提供了这个功能)。结合激光粒度仪的原理,用户或者仪器供应商的技术支持人员可以分析造成拟合残差过大的原因。具体的分析涉及许多专业知识和经验,在此不展开讨论。

       

      ·         比表面积

      比表面积用以表征颗粒样品的表面积大小,其定义是单位重量或单位体积颗粒样品的表面积之和 。如果颗粒是圆球形的,那么知道了样品的粒度分布,我们就可以计算出样品的比表面积。体积比表面积除以颗粒的密度,就得到重量比表面积。可以想象,如果颗粒是非球形的,那么激光粒度仪根据粒度分布给出的比表面积就小于实际的比表面积。所以这个比表面积只有参考意义。

       

       

       

       

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