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激光粒度儀測量數據與篩分測量數據差異問題

發表時間:2022-07-06  |  點擊率:274

       粒度分布的測量方法有很多種,如:篩分法、沉降法、圖像法、激光散射法粒、庫爾特法、超聲衰減等。在實驗室的應用中,篩分法和激光散射法是比較常用的兩種粒徑測量手段。但是一直以來,這兩種方法測量的可比性存在較多問題。

  篩分法是顆粒粒徑測量中最為通用也最為直觀的方法。

  篩分的實現非常簡單:根據不同的需要,選擇一系列不同篩孔直徑的標準篩,按照孔徑從小到大依次摞起。然后固定在振篩機上,選擇適當的模式及時長,自動振動即可實現篩分;篩分完成后,通過稱重的方式記錄下每層標準篩中得到的顆粒質量,并由此求得以質量分數表示的顆粒粒度分布。

  隨著工業中對粒度分布測量精度要求的提高,激光粒度儀的應用也日益廣泛。激光粒度儀測量方法的理論依據是Fraunhofer衍射理論和米氏光散射理論。光照射顆粒時,衍射和散射的情況跟光的波長及顆粒的大小有關,顆粒大時,激光散射角度小,顆粒小時,激光散射角度大。激光束發生衍射和散射,從而產生光強的空間分布變化,光信號被光電探測器器接收并轉化為電信號,進而經過復雜的程序計算得出顆粒粒徑分布。激光粒度儀測量方法具有以下優點:測量粒徑范圍大、分辨率高、檢測速度快、重復性好。整個操作過程一般都可以 在 3-5分鐘之內完成。輸出結果是連續的粒徑分布數據,各種數據非常全面詳盡。

       現實應用中篩分法和激光散射法測量結果常常存在巨大差異,這個問題源自兩種測量手段原理的不同。激光散射方和篩分法對測量顆粒粒徑的等效原理不同。激光散射法受顆粒形貌影響較大,在顆粒球形度較差時,兩種測量手段不具有可比性。

  大家首先要明確一點認識:粒徑、粒度分布這兩個物理參量要有唯一確定的真值的前提是所有顆粒為正球體。沒有這個前提,非球形顆粒粉體的粒徑和粒度分布是沒有真值的。我們通過各種檢測方法獲得的測量值都是理論等效值。不同原理的粒度檢測設備的使用的等效物理參量不同,在檢測同一個不規則顆粒時,得到的測試結果是不相同的。

  在篩分法的操作中,顆粒能否準確地區分在預定的粒徑段內,受到多方面因素的影響,如:顆粒水分含量、荷電狀況等。對于較細的顆粒,樣品中水分的存在極易造成顆粒的團聚,從而導致小粒徑顆粒留在大網格篩子,造成結果的偏差;顆粒如果在摩擦中產生荷電,也會造成凝聚成團的情況,影響結果的準確性;如果使用不當,網格大小很容易 被改變,由此造成的測量偏差是顯而易見的;篩網的清潔程度同樣不可忽視。一些極細并且易于吸附的顆粒很容易粘連在篩網上,使得篩網的有效孔徑小于標稱值,從而造成測量偏差。對于微細的顆粒,比如20μm以下,因其本身質量較小,下落通過篩網的力量不足;微細顆粒因潮濕或荷電產生的聚團現象更加嚴重,更加造成預期的顆粒不能通過篩網。篩網和顆粒這兩種因素的綜合作用 ,使得篩分法對于小顆粒的區分能力大大降低,篩分的結果也往往并不可靠。

  總體而言,激光粒度儀測量原理更加先進,量程大操作便捷。在粉體行業在快速向超細粉、納米粉前進的今天,激光粒度儀的廣泛應用將是必然趨勢。但是篩分法在一些特定領域依然有其發揮特長的空間。例如在粉體分布較粗的行業、非常關心極限大顆粒情況的行業、對粒度分布精度要求并不特別嚴格的行業,篩分法能夠作為一種簡單有效的粒度分布檢測方法繼續發揮其重要作用。

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