马尔文激光粒度仪MS2000中文版原理培训

马尔文激光粒度仪MS2000中文版原理培训

Mastersizer 2000Part 1Part 1 目标通过本章学习您应该了解:粒径基本概念等效圆球粒径激光衍射原理大小粒径颗粒的激光散射差异粒径的基本概念提到粒径我们首先想到什么概念“颗粒”的定义…“Any condensed-phase tridimensional discontinuity in a

dispersed system may generally be considered a particle…”在一个分散系统中的三维个体通常被认为是一个颗粒NIST US Department of Commerce Special Publication

960-3.常见分散系统如: 气、液介质中的“小滴”气、液分散相中的固体颗粒液体中的气泡概念人们对颗粒的理解通常基于对应的图像信息……而颗粒的粒径指的是已知一个规则长方物体您会如何表示这个物体概念您可以这样表

示:“360x140x120mm”不过这种表述需要3个数值对于复杂三维物体我们如何使用一个数值来表示这个物体概念概念–等效圆球左侧的圆柱体与右侧的球体具有相同的体积。概念–等效圆球现有粒径分析技术通过测量颗粒的一些参数来表示颗粒特征等效圆球是一种表述方式。激光衍射–基本原理如何根据激光衍射测量粒径激光衍射–光散射激光衍射–光散射大颗粒的散射角小小颗粒的散射大激光衍射–光散射激光衍射法粒径测试基本原理示意图激光衍射粒径测试基本原理示意图The Mastersizer

2000测量光路图对于微米量级的小颗粒测量MS2000使用波长为466纳米的蓝光提高检测信号强度。The Mastersizer 2000测量光图The Mastersizer 2000测量Mastersizer软件的测量窗口实时显示不同角度的散射光。横坐标对应光强测器编号测编号越大意味着检测器检测的光散射度越大…Low AngleHigh AngleThe Mastersizer 2000测量Data Graph - Light Scattering1 3 5 7 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51

Detector Number0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 LightEnergyGlass Beads

19 Oct 1999 11:12:39典型的大颗粒的数据图–散射光集中在小角度The Mastersizer

2000测量型的小颗粒的数据图–散射光中在大角度Part 1 小结现您应该明白粒径的基本概念等效圆球概念激光衍射测量的基本原理大小颗粒衍射的差异Mastersizer 2000Part 2理解粒径分布Part 2通过本章学习您应该理解:如何据散射光强得到颗粒粒径

分布体积分的意义D43 和D32 以及其他导出粒径的含义这些出粒径能够告诉我们有关粒径分布的哪些信息激光衍射–到粒径分布结果激光衍射实际是测量被颗粒散射的不同角度光的光但是据散射理论我们够预先推算出已知粒径分颗粒的散射光角度分布如何据散射理论得到颗粒的粒径分布通过数学反演我们利用散射光强得到粒径分布理解数反演处理过程果如何很容易得到4242如何到的21 x 240 2126 ?317还有很多可能…如乘数是2的倍数如何到42这只有4种可粒径分的计算过程激光衍射–到粒径分布结果红色曲线表示根据粒径分布得到的散射光强分布理论值绿色曲线表示仪器实际测量得到的光强分布。理值与实际测量值的差异被计算处理以残差表示。粒径分表示Mastersizer 2000 测系统被设计成体积相关即不同粒径、相同体积的颗粒所衍射的光强是相等的。因此测量所得的粒径分布是体积分布这与系统的灵敏度是一致的。应该怎样理解体积分布粒径分表示体积分顾名思义基于颗粒所占的体积一百万颗米颗粒所占体积与一颗米颗粒体积相当此当你必须正确理解颗粒体积分布与数量分布转换不同分布结果往往会出现问题。颗粒粒径分的不同表示假设样品中存在等量的三种粒径的颗粒单位分别为123如果使用光学显微镜测量-这种技术测量结果是基于数量分布的-然后观测分布结果。颗粒粒径分的不同表示-数量分Number

Distribution05101520253035123DiameterFrequencynumber颗粒粒径分的不同表示-体

积分Volume Distribution01020304050607080123DiameterFrequencyvolume颗粒粒径

分的不同表示-体积分实际应用中通常使用对数坐标表示颗粒粒径体积分粒径分统

计学粒径分通常用统计学参数表征例如均值中值和模数人们对算术平均

值比较熟悉激光衍射法不采用算术平均值作为均值表征因为被测量的是颗粒体积

而不是颗粒的数量相应地激光衍射采用体积加权平均值作为均值表征粒径分统

计学值是一个被均化”的粒径没有一个惟一的均值我们可以根据不同的因素

均化样品整体颗粒粒径: 体积表面积数量或者其他一些物理参数不同的颗粒值对

颗粒粒径分布的不同特征敏感常见的两种加权颗粒均值如下值粒径

这是表积加权平均值D43 粒径这是体积权平均值粒径分统计学D43 对样

中大颗粒的存在敏感Particle Size Distribution 0.01 0.1 1 10 100 1000 3000 Particle

Size 祄0 1 2 3 4 5 6 7 VolumeAveraged Wet 09 January 2004 15::001 seed 13

January 2004 11:24:03粒径分统计学D32 对样中小颗粒的存在敏感Particle Size Distribution 0.01 0.1 1 10 100 1000 3000 Particle Size 祄0 2 4 6 8 10 Volumesample 1 01 February 2005 09:41:53sample 2 01 February 2005 13:14:04粒径分统计学中值是

粒径体积分曲线的中点而数是粒径分级中一个常见的参数粒径分统计学对于

颗粒粒径分不规则的样品来说上述三个统值是不同的粒径分统计学中值意味

着样品颗粒中有一半颗粒的粒径低于该值而另一半帕,,毒笥诟弥抵兄低ǔ;挂韵

率羧中问匠鱿? 体积百分比50Dv50 Dv0.5V表示粒径中值是基于体积分导出的

他体积百分比数值如Dv10 Dv90 定义也是基于同样义粒径分统计学

分比Dv50粒径分统计学

他粒径分布参数分跨度span是对样粒径分布宽度的一种度量Span

Dv90-Dv10/Dv50对于对称分布而言SPAN1一致性uniformity是一个描述粒径分布

对称性的参数对以分较窄的样品来说一致性值也较小Part 2 小通过本章学习

您应该理解:如何据散射光强测量值得到粒径分布体积分的真正意义D43 D32等

出参数的意义这些出的分布参数能够提供给我们关于颗粒粒径分布哪些信息

Mastersizer 2000Part 3数质量Part 3通过本章学习您应该理解:理解数报告以及其

与散射光强的关系理解粒径测量过程中背景测量的重要性识别常见的导致差背景的

影响因素知道如何在干法或湿法测量中取得较好的信噪比数据质量–介绍数是什么

数就是由被测量样品生成的散射光强??数并不是粒径结果??数与样品光学模型无关

稳定结果取决于稳定的数据Data Graph - Light Scattering1 3 5 7 9 12 15 18 21 24 27

30 33 36 39 42 45 48 51 Detector Number0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

LightEnergyGlass Beads 19 Oct 1999 11:12:39数质量–介高质量的数据需要具备有哪

些要素首先需要一个良好的测量背景要求样窗洁净分散介质杂质系统完成对光

景稳定不随时间样数据充分有足够的信噪比防止出现负的数据值避免多重散射

作用的影响免测量光束偏转avoiding beam steering事实上这些原则适用于所有基

于激光衍射法的仪器数的构成景数据与系统洁净度一个的测量需要洁净定

的背景数据图上直观的显示就是散射光强随着检测器序号的增加递减Data Graph - Light Scattering1 3 5 7 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 Detector Number0

10 20 30 40 50 60 70 LightEnergyBackground data