马尔文激光粒度仪-颗粒表征技术原理及介绍
马尔文激光粒度仪简介
马尔文激光粒度仪简介laParticle size analysis-Laser diffraction methods(ISO-13320-1)IntroductionLaser diffraction methods are nowadays widely used for particle sizing in many different applications. The success of the technique is based on the tact that it can be applied to various kinds of particulate systems, is fast and can be automated and that a variety of commercial instruments is available. Nevertheless, the proper use of the instrument and the interpretation of the results require the necessary caution.Therefore, there is a need for establishing an international standard for particle size analysis by laser diffraction methods. Its purpose is to provide a methodology for adequate quality control in particle size analysis.Historically, the laser diffraction technique started by taking only scattering at small angles into consideration and, thus, has been known by the following names:-fraunhofer diffraction;-(near-) forward light scattering;-low-angle laser light scattering (LALLS).However, the technique has been broadened to include light scattering in a wider angular range and application of the Mie theory in addition to approximating theories such as Fraunhofer and anomalous diffraction.The laser diffraction technique is based on the phenomenon that particles scatter light in all directions with an intensity pattern that is dependent on particle size. All present instruments assume a spherical shape for the particle. Figure 1 illustrates thecharacteristics of single particle scattering patterns: alternation of high and low intensities, with patterns that extend for smaller particles to wider angles than for larger particles[2-7,10,15 in the bibliography].Within certain limits the scattering pattern of an ensemble of particles is identical to the sum of the individual scattering patterns of all particles present. By using an optical model to compute scattering for unit volumes of particles in selected size classes and a mathematical deconvolution procedure, a volumetric particle size distribution is calculated, the scattering pattern of which fits best with the measured pattern (see also annex A).A typical diffraction instrument consists of a light beam (usually a laser), a particulate dispersing device, a detector for measuring the scattering pattern and a computer for both control of the instrumentand calculation of the particle size distribution. Note that the laser diffraction technique cannot distinguish between scattering by single particles and scattering by clusters of primary particles forming an agglomerate or an aggregate. Usually, the resulting particle size for agglomerates is related to the cluster size, but sometimes the size of the primary particles is reflected in the particle size distribution as well. As most particulate samples contain agglomerates or aggregates and one is generally interested in the size distribution of the primary particles, the clusters are usually dispersed into primary particles before measurement.Historically, instruments only used scattering angles smaller than 14°,which limited the application to a lower size of about 1μm. The reason for this limitation is that smaller particles showmost of their distinctive scattering at larger angles (see also annex Z).Many recent instruments allow measurement at larger scattering angles, some up to about 150°,for example through application of a converging beam, more or larger lenses, a second laser beam or more detectors. Thus smaller particles dow n to about μm can be sized. Some instruments incorporate additional information from scattering intensities and intensity differences at various wavelengths and polarization planes in order to improve the characterization of particle sizes in the submicrometre range.Particle size analysis – Laser diffraction methods-Part 1:General principles1 scopeThis part of ISO 13320 provides guidance on the measurement of size distributions of particles in any two-phase system, for example powders, sprays, aerosols, suspensions, emulsions and gas bubbles in liquids, through analysis of their angular light scattering patterns. It does not address the specific requirements of particle size measurement of specific products. This part of ISO13320 is applicable to particle sizes ranging from approximately μm to 3μm.For non-spherical particles, an equivalent-sphere size distribution is obtained because the technique uses the assumption of spherical particles in its optical model. The resulting particle size distribution may be different from those obtained by methods based on other physical principles . Sedimentation, sieving).3,terms, definitions and symbolsFor the purposes of this part of ISO 13320, the followingterms, definitions and symbols apply.terms, definitionsabsorptionintroduction of intensity of a light beam traversing a medium through energy conversion in the mediumcoefficient of variation (变异系数)Noative measure(%) for precision: standard deviation divided by mean value of population and multiplied by 100 or normal distributions of data the median is equal to the mean refractive index（Ｎｐ）Refractive index of a particle, consisting of a real and an imaginary (absorption) part.Np=n p-ik prelative refractive index （m）complex refractive index of a particle, relative to that the medium。
应用马尔文MS2000 激光粒度分析仪分析河流泥沙颗粒
Science and Technology & Innovation ┃科技与创新·67·文章编号：2095－6835（2015）24－0067－01应用马尔文MS2000激光粒度分析仪分析河流泥沙颗粒唐鸿琴，曹均伟，付 帅（长江上游水文水资源勘测局攀枝花分局，四川 攀枝花 617000）摘 要：水文工作的开展离不开对水位、泥沙和流量的测量和分析。
通过使用测量仪器，可对河流中的泥沙和颗粒物进行基础检验，但采用传统方法难以进行更加深入的探究。
因此，引进了MS2000激光粒度分析仪，对该设备的具体情况进行了简单介绍，并在实际案例的引导下进行了应用研究。
关键词：马尔文测量软件；MS2000激光粒度分析仪；激光器；光电转换器中图分类号：TV149.3 文献标识码：A DOI ：10.15913/ki.kjycx.2015.24.067随着我国社会经济的发展，环境问题已成为人们关注的焦点之一。
无论是长江、黄河，还是珠三角地区的河流，泥沙堆积、水量下降等问题均已成为水文工作者的研究课题。
面对生态环境的不断恶化，河流治理越发紧急，我们必须采用先进的科学技术，帮助研究人员获得准确的数据，从而为解决环境问题提供可行的方案。
1 MS2000激光粒度分析仪简介 1.1 仪器系统的组成仪器系统分为主机、附件、计算机和马尔文测量软件。
主机的主要功能是测量样品粒径，主要包括激光器和光电转换器等元器件；附件主要是指进样器，它最大的优势是可对样品进行分散处理，并将其运送至主机测量，包括搅拌器、超声器和抽取泵等；计算机和马尔文测量软件也是系统的重要组成部分，可监控整个测量过程，并显示和分析数据。
1.2 仪器系统的结构和运行过程在光学原理中，激光通常为单色光。
当光路变化时会形成平行光，并射向透光的试样槽。
由于颗粒间的介质有所差异，因此，它在遇到光时会产生不同角度的折射现象。
当我们在不同的方向和位置安放光电转换器时，可接收到衍射过来的信息，即完成信息传输的过程。
马尔文粒度MS3000资料 v5
激光衍射–检测散射光数据
›
散射光信号检测示意图
遮光度检测器
激光光源
入射光光强检测
样品颗粒
傅立叶透镜
散射光检测阵列： 上面分布了若干光电检测器，每个检测 器按散射角度由小到大的顺序排列。 （检测器编号越大，散射角越大）
Mastersizer 3000 激光粒度仪-光电检测原理
›
使用光电二极管检测散射光光强信号
样品池 背向检测器
470nm 蓝光光源
侧向检测器
Mastersizer 3000散射光数据
› ›
Mastersizer 软件会即使显示测量时的散射光数据 检测器编号越大对应的散射角越大…
小角度
大角度
Mastersizer 3000散射光数据-大粒径样品
粒径越大，散射角越小，对应编号越小的检测器
Mastersizer 3000散射光数据-小粒径样品
粒径
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
粒径 弗朗霍夫近似仅适用于 通过样品边缘的经典衍射
另一个问题
›
依据米氏理论，可以根据已知粒径，计算出对应的散 射光光强分布，但我们需要根据散射光分布来得到粒 径分布。
已知颗粒 粒径
通过米氏理论计算
对应的散 射光分布
样品的粒 径分布
？
仪器硬件光学 结构测量得到 散射光分布
›
通过反演运算，根据光强分布预测粒径分布。
散射光
入射光 吸收
散射光
散射理论 › 过去由于受计算能力的限制，也曾使用过弗朗霍夫近 似。两者相比，米氏理论包含了对光散射行为最严密 和全面的预测，被证明对于更大范围的样品，特别是 小于50um的样品有更高的准确性。（ISO13320-1)
马尔文MS2000激光粒度颗分仪水中泥沙颗粒分析测试
马尔文MS2000激光粒度颗分仪水中泥沙颗粒分析测试摘要：泥沙颗粒分析是对施测河流中的泥沙粒径的变化范围和各种粒径的组成所占沙重百分数的分析与测定工作，研究不同粒径泥沙在水中运动规律，为水文计算、河流综合治理等科学依据。
马尔文MS2000激光粒度颗粒分析仪的操作简单、工作效率高、测验结果稳定可靠；具有传统测验方法所不具备的高精度、高效率。
通过对泥沙颗粒移液管、筛吸结合测试法和马尔文MS2000激光粒度颗粒分析仪对相同样品进行测试对比分析结果，确定适合陕北地区河流泥沙颗粒分析应用马尔文MS2000激光粒度颗粒分析仪的相关参数。
关键词：马尔文MS2000激光粒度颗分仪；遮光度；仪器参数。
1.引言随着科学技术的不断发展，水文测验方式也在不断提档升级。
泥沙颗粒分析作为水文工作的重要组成部分应该顺势而为追赶超越。
延安水文水资源勘测局所属9处水文站承担泥沙颗粒分析任务，其中神木站、赵石窑站、安塞站、杏河站为常年站，绥德站、吴旗站、志丹站、刘家河站、交口河站为间测站。
引进马尔文MS2000激光粒度颗粒分析仪前泥沙颗粒分析工作采用移液管、筛吸结合的分析方法，该方法的操作繁琐、工作效率低、分析人员劳动强度大，人工操作的偶然误差增多，分析完成后数据处理繁琐，时效性差，影响整体分析质量。
难以满足当前河流综合管理、开发和利用对泥沙颗粒级配资料实效性和施测精度的要求，与新形势下水文工作的发展需求相背离。
2.新技术的应用和优势2.1新技术的应用黄河流域黄河水利委员会所属三门峡、吕梁、榆次水文局，陕西省水文水资源勘测局所属宝鸡局先后开始在黄河流域范围内使用马尔文MS2000激光粒度颗粒分析仪开展泥沙颗粒分析工作。
通过这些年来的应用不断总结经验，改进提升，马尔文MS2000激光粒度颗粒分析仪能够满足水文测验要求。
延安水文水资源勘测局管辖流域同属黄河流域中游区域，为顺应水文测验技术的发展需要，提升工作效率，提高测验质量，延安水文水资源勘测局开展马尔文MS2000激光粒度颗粒分析仪进行泥沙颗粒分析与传统测验方式的比对，验证相关参数在实际工作中的可靠性和合理性，为今后开展新技术的应用打下坚实的基础。
马尔文MS3000粒度仪
超高速智能粒度分析仪粒度引领粒度分析技术新时代Mastersizer3000马尔文仪器(中国)Mastersizer 3000不仅仅是一台新仪器—它是全新的粒度测量大师马尔文仪器公司于1970年推出世界第一台商用激光粒度仪。
随后第一套Mastersizer 系统在1988年诞生，自此，马尔文仪器一直引领着激光衍射粒度分析领域的发展。
我们投身于这一技术，并为世界各地超过10，000家的Mastersizer 用户带来最新的技术、应用和各种粒度分析解决方案。
The Mastersizer3000最高性能、最小体积Mastersizer 3000—最先进的系统快速、可靠且高度自动化的激光衍射技术已经成为了世界上使用最广泛的粒度分析技术。
现在，Mastersizer 3000将引领激光衍射技术步入全新的高速智能时代。
23Mastersizer 3000的优势Mastersizer 3000仪器及其分散系统的创新设计和革新工艺体现了马尔文公司的热诚和专业。
我们根据市场需求开发了在最小的空间中包含最全面性能的仪器。
快速而准确，Mastersizer 3000让所有人都能得心应手，无论是新用户还是粒度分析专家。
The Mastersizer 3000革新的光学核心Mastersizer 3000利用经过验证的激光衍射技术测定颗粒粒径。
根据测定样品产生的在不同角度上的衍射光强度分布来计算粒度分布。
采集这些数据所需的光学系统是本仪器的核心。
在新型的折叠光路设计中，Mastersizer 3000中的蓝光固态光源保证了亚微米级的分辨率，使粒径分析下限达到10nm。
高速的数据采集速率大大增加了测试中的信号采集次数，提高了分析的重现性，即使是分布最宽的样品也能精确测定。
同时也显著提高了测试速度。
总之，依靠该独特的光学系统，仅一台仪器即可在整个极宽的动态范围内获得值得信赖的粒径数据。
The Mastersizer30002466734强大而便捷的软件—使您的分析工作更加高效，并轻松获得可靠结果The Mastersizer 3000轻轻一点，即可全面控制所有的分散参数：在您方法开发的过程中进行实时控制滚动趋势图和数据统计：符合ISO13320指导方针的快速方法优化3.优化查看测量参数和粒度分布：即时反馈结果5激光衍射测量不再是专家才能完成的任务——这也是该技术的一项诉求。
研究生培训激光粒度仪
样品准备容易、快捷，但常带有灰尘一直是主 要的问题。使用一些简单的”窍门”和独特的 内置式的“灰尘过滤器”可以使新手用户提高 成功测量的百分率测量。 软件在操作的每一步骤中都提供设计好的菜单 指导和一些使用信息。一般的问题由软件来确 定、强调和简单的修补。按了“Start”开始键 后，其他的任何事情都是自动的，包括计算。
研究生培训激光粒度仪激光粒度仪激光粒度分析仪马尔文激光粒度仪马尔文2000激光粒度仪激光粒度仪原理激光粒度分析仪原理欧美克激光粒度仪激光粒度仪使用方法马尔文激光粒度仪原理
激光粒度仪
型号BIC 9010 美国布鲁克海文公司
一、动态光散射原理
任何悬浮于液体的颗粒都会不停的作布朗 运动，其运动的强度与环境有关，同时也与颗 粒本身的大小有关。 相同条件下，大颗粒的布朗运动缓慢，而小 颗粒的布朗运动剧烈。 1964年，Pecora 证明了实时波动的散射光 可以在频域中产生一个分布，这个带宽就包含 着颗粒运动的信息。
可变采样时间 可变延迟时间 无溢出 可变通道 基线 多路输入 浮点运算
自动粒度分析仪，使用于小粒子的浓缩 悬浮液体或者大分子溶液。一般情况下 讲,尺寸在2纳米到3微米的均可测量,
所使用的技术-准弹性光散射的光子相关谱技 术，建立在相关的平均值，散射光，激光强度 的波动基础上。它包括几种优点： 速度 （1~2分钟） 精度 （±1%，大分子单分散型的样品的） 样品体积 （0.5 ~ 3毫升） 校正 （不要求） 多功能性（在任何适当的液体中的测量粒子， 聚合体，乳状体，胶体等）
二、仪器特点
由上述的动态光散射原理可知，相关曲线 的准确度是决定仪器是否准确的根本因素。而 相关曲线是由仪器的相关器得出的，可以说光 散射粒度仪的性能是由相关器决定的。 由于仪器是观察悬浮颗粒的布朗运动，所得 到的布朗运动信号的强弱也是影响因素之一。 FOQELS采用BI-9000数字相关器，该相关器 是目前世界上公认的、功能最强大的相关器， 其性能优势是由以下技术特点所支持的：
英国马尔文激光粒度仪
英国马尔文激光粒度仪仪器简介：Mastersizer 2000 粒度仪是马尔文仪器公司的最新激光衍射系统，技术先进，操作既简单又直观。
采用模块化设计，配备一系列测量干湿样品的自动样品分散装置。
采用内置的 SOP 系统进行控制，提供简便的开发和传输方法Mastersizer 系列激光粒度仪经过不断的发展，能够满足工业和学术界用户粒度测量的需要。
Mastersizer 创造性地使用激光衍射技术，已成为世界上实验室粒度分析的首选产品。
它可以精确、无损伤地测量从亚微米到几毫米的范围广泛的颗粒粒度，湿法和干法分散均可使用。
主要特点：1，准确性和重复性精度：根据马尔文质量审核标准， Dv50具有± 1% 的精度。
仪器到仪器的重复性：根据马尔文质量审核标准， Dv50的重复性优于 1% RSD。
2，重复性保证由软件驱动的 SOP 消除了用户间的差异，并且可以全面共享。
所有测量参数自动嵌入结果文件，并可以通过电子邮件使收件人审阅。
测量可以通过遵循同样的 SOP而重复出来。
3，广泛的测量范围测量物质从0.02µm 到2000µm。
4，广泛的样品类型适用于乳化液、悬浮液和干粉的测量。
5，简单易用全自动，使用简单。
消除了不同用户间的的可变性。
减少对新用户的培训要求，并充分发挥熟练人员的潜力。
6，灵活性多种样品分散装置。
通过自动配置，快速地切换样品分散装置。
"即插即用"盒式系统允许同时连接两个样品分散装置。
7，规范符合性完整的 QSpec 验证文档，并符合 21 CFR 第 11 部分的规定要求。
8，界面友好的软件由软件驱动的标准操作规程 (SOP) 消除了用户间的差异。
SOP 创建向导帮助用户创建最佳的测量方法。
只需单击按钮便可获取执行测量的各个方面的在线帮助和建议。
屏幕说明引导用户完成测量过程。
SOP 可用于例行样品分析。
自定义报告设计程序允许每个用户根据需要配置屏幕布置和打印输出。
马尔文激光粒度仪2000
一、粒度的基本概念
如果给您一把尺子和一个如上图的长方体,让 您描述以上样品的粒度？ 对于这样的颗粒很难用一个值来表征它的尺寸
一、粒度的基本概念
• 通常我们所得到的粒径常常会引起困惑， 这往往是因为颗粒形状的多样性以及使用 不同的测试方法
1.Feret 直径 - 平行切面之间的距离. 2. Martin 直径 - 等分线直径最长直径 3. 最短直径 4. 等效周长直径 - 同等周长的圆圈直径 5. 等效投影面积直径 - 与投影面积相同的圆直径 6. 等效表面积直径 7. 等效体积直径
影响粒度测量结果的因素分析
湿法 1.材料有一定的危险性，如有毒，易暴等等 2.样品颗粒很大—特别是密度很大 3.样品非常粘 4.样品非常细(比如小于1微米)—当颗粒越小，团聚力越 大，颗粒总是倾向于团聚在一起 5.样品颗粒易碎
影响湿法测量因素
1.分散介质
2.添加剂/分散剂
3.分散作用力，如超声/搅拌 4.合适的遮光度（避免多重衍射） 小颗粒5-10% 大颗粒5-12% 分布较宽15-20%
选分散介质中必须稳定，测试过程中不会溶解或者凝聚
影响粒度测量结果的因素分析
首先考虑是否有适当的介质分散样品 1.溶解性：样品在该溶剂中是否可溶，不溶还是微溶 2.反应：样品与介质是否会发生反应？介质是否会腐蚀仪 器？ 3.悬浮性：样品是否可以比较好的悬浮在介质中 4.分散剂的性质 粘度/纯度/折光率/透明度
MASTERSIZER 激光衍射法粒度分析仪
主要内容
粒度的基本概念
几种常见粒度测量方法
激光衍射-基本原理
激光衍射测量方法
一.粒度的基本概念 •颗粒：在一个分散体系中独立的三维 个体通常认为是一个颗粒
一.粒度的基本概念
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a mn
x( d 1 ... x(dn
) )
• f(q):在角度 qi 的单位检测器面积上的衍射光强度 • aij: 在角度 qi 和粒径 dj 的衍射模型 • x(dj): 在粒径 dj的分布幅度
但是衍射矩阵的解不是惟一的… 类似于:
› 问: 6 x 7 =?
42! 太简单, 因为答案是惟一的
› 颗粒粒径比激光波长大得多 › 颗粒是完全不透明的，在激光光束
中只有衍射现象存在
› 所有颗粒具有相同的衍射效率
衍射模型 - Mie理论
› 不象 Fraunhofer, Mie理论:
考虑到了光与物质的相互作用，适合 所有波长，衍射角度及粒径范围
Mie理论－预知光衍射
衍射光
入射光
吸收
折射
衍射光
衍射模型 - Mie理论
› 但是问: 42=?
21 x 2 40 + 2 126 ÷ 3 ………
衍射数据
粒度分布的计算
假设一个粒 度分布
粒度分布
改变假设的粒度 分布
Mie理论
反演出的衍 射数据
作为最终 粒度结果
差别最小
与测量的数 据比较
激光衍射—结果计算
› 数学反演过程中有两组数据… › 反演出的理论数据（红色） ，测量的原始衍射数据（绿色） › 两根曲线之间的区域被用来计算并得到残差
1. 一般对于小颗粒测试具有较高地灵敏度； 2. 不受待测物质折射率等光参影响； 3. 可以附加给出样品Zeta电位信息。
不足： 1. 一般只能测乳液或者悬液样品 2. 对于大颗粒样品测试效果不佳 3. 对于较宽分布的样品测量效果不佳；
图像分析法
图像分析的基本原理（可见光成像）
1样品制备
2成像
4给出结果
体积与数量
如果将5um与50um球形颗粒按数量１：１比例混合…
数量分布
体积分布
=
4 3
pr3
1
1
1000
Relative % in class Relative % in class
5 10 50 100 Diameter (mm)
1
5 10 50 100 Diameter (mm)
一个实际的例子 -钛酸钡陶瓷
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
HS Circularity
Record 8: Gypsum Dark Field2
……
Convexity smoothed over 11 points
线来测量颗粒直径，然 后把它们加在一起再除 以总的数量而得到 数量-长度平均D[1,0]
1 2 3 Xnl D[1,0] 3 2.00
图像分析软件
› 通常测量每个粒子的面
积，加起来再除以颗粒 的数量而得到
数量-面积平均 或 D[2,0]
1 4 9
Xns D[2,0]
2.16 3
原理
数量与体积的分布曲线
M ix ed Res ult Ty pe (% )
Particle Size Distribution
12
10
8
6
4
2
0
0.01
0.1
1
10
100
Particle Size (祄 )
Record 5 - Number, 15 Oct 1999 10:40:20
PHBA Disp in IPA w/10min bath 1 min probe, 15 Oct 1999 10:40:20
SS 检测器
BS 检测器
48 50
LA 检测器
45
40
··
47 46
FP 检测器
39
· ·
双色镜
4
·· 1
固态半导体激光器
聚焦透镜
样品池
45度反射镜
He-Ne 激光器 633ｎｍ
激光衍射法—如何从原始数据得到粒度 分布结果?
激光衍射法是测量所有未知粒径的颗粒在一 定角度范围所衍射光的强度,然后使用衍射模 型, 通过数学反演的处理, 最后算出结果
或, 干脆说: “你的结果不对!”
的确如此吗?
筛分
筛分法: 粒径=110um 激光衍射法: 体积等效圆球粒径 ≈ 124um
筛分...
筛分法: 粒径=110um 激光衍射法: 体积等效圆球粒径 ≈ 156um
筛分 --经典的问题：
实际样品颗粒更多有着不规则的形状，体积或重量等 效圆球的直径一般总是大于筛孔等效圆球的直径 筛分以不可预知的方式混合了颗粒的形状和尺寸激光衍射法只测量颗粒的体积
同大小的粒子所衍射的光 落在相同的位置,叠加的光强度反应 颗粒所占的百分比多少
9 6 3
1
衍射光强随角度分布图
大颗粒的衍射光强对角度有比较强的依赖性，但随着粒径的减小，其 衍射光对角度的依赖性明显降低，而几百纳米以下的颗粒的衍射光几 乎分布在所有的角度！
0.1 micron
0.3 micron
3 micron
› 不象 Fraunhofer, Mie理论:
引入三个光学参数：
１） 样品颗粒的折射率
２）样品颗粒对光的吸收率
３）分散介质的折射率
衍射矩阵
f(q ) a
1
...
...
=
11
...
...
f
(q
m
)
am1
... ... ... ...
... ... ... ...
a 1n
...
颗粒表征技术介绍
Brian
基本概念
有关粒径的问题：
60
› 给你一个火柴盒子和一把尺子，
请你告诉我火柴盒子的大小
40
安全火柴
15
› 你的答案是 ?
基本概念
你可能回答 “60x40x15mm” 答案是正确的
但如果请你用一个数字来描述火柴盒的大小
你的答案是？ 不可能用一个数字来表达三维物体的大小！
实际的颗粒大多是不规则的
衍射模型 Fraunhofer 和 Mie
› 激光衍射法需要一个模型来准确定义所有粒子的
光衍射行为
› 目前有两种被普遍使用，即Mie 理论和Fraunhofer
近似模型
› Mie 理论已经被证明能在更宽的粒径范围内得到更
准确的结果—ISO13320
衍射模型 Fraunhofer 和Mie
Fraunhofer 近似模型基于以下假设：
0.1
CE Diameter ( µm) s moothed over 11 points
粒径分布
1
10
100
1000
10000
CE Diameter ( µm)
HS Circularity smoothed over 11 points
0.4
圆度分布
0.3
0.2
0.1
0.0
0.0
0.1
0.2
0.3
激光衍射 超声频谱
0.1 1
10
100
1
纳米
10 100 1000 10000
微米
筛分
› 比较老的而又廉价的技术，主要用于几十微米以上的大
颗粒测量
› 可用于材料分离和分级 › 第二大的尺寸被测量
筛分 – 一个经典的问题： “我在筛分我的样品时，100%的颗粒都通过了
110um的网孔，但激光衍射法的结果却显示出有 大于110um的颗粒存在”
V = 体积 W = 重量 S = 表面积 A = 投影面积 R = 沉降速度
它们的粒 径是 ?
等效圆球模型..
只有一种形状的颗粒能用一个数字 来表达其大小- 圆球
原理 等效圆球 – 体积/重量
原理 等效圆球 – 投影面积
原理 等效圆球 – 投影面积
› 等效球表面积
圆柱体投影面积
4π(D/2)² =
1000 3000
Num ber (% )
转换成数量结果 - 0.076mm!
Particle Size Distribution
12
10
8
6
4
2
0
0.01
0.1
1
10
100
Particle Size (祄 )
Record 5 - Number, 15 Oct 1999 10:40:20
1000 3000
筛分法特点：
› 成本低 › 测量的同时可以分离
› 测试时间长、劳动强度大 › 数据重现性差
电子显微镜法
电子显微镜
› 1克10um 颗粒，如果其密度为2.5克/立方厘米，
将包含 750x106 个颗粒.
› 1克1um 颗粒，如果其密度为2.5克/立方厘米，将
包含 750x109 个颗粒!
› NBS 曾要求：为了保证统计结果的准确性，至少应测
光强波动，相关函数和粒径分布
Small Particles
Correlate
Time (s)
Apply Algorithm
Intensity (kcps)
Intensity (kcps)
LaБайду номын сангаасge Particles
Correlate
Time (s)
Apply Algorithm
动态光散射特点
优点：
20*100
› 此时等效圆球直径约为25um
原理
最大长度的等效 圆球
沉降速率的等 效圆球
最小长度的等效圆球
重量等效圆球
通过同径筛孔的 等效圆球
体积等效圆球 表面积等效圆球