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顆粒是具有一定尺寸和形狀的微小的物體,是組成粉體的基本單元。它宏觀很小,但微觀卻包含大量的分子、原子。
顆粒的大小稱為顆粒的粒度。
顆粒的直徑叫做粒徑,一般以微米或納米為單位來表示粒徑大小。
當(dāng)一個顆粒的某一物理特性與同質(zhì)球形顆粒相同或相近時,我們就用該球形顆粒的直徑來代表這個實(shí)際顆粒的直徑。激光法所測粒徑一般認(rèn)為是等效體積徑,即與所測顆粒具有相同體積的同質(zhì)球形顆粒的直徑。
由于實(shí)際顆粒的形狀通常為非球形的,因此難以直接用粒徑這個值來表示其大小,而直徑又是描述一個幾何體大小的的一個量,于是采用等效粒徑的概念,簡單地說,粒徑就是顆粒的直徑。激光粒度儀是利用顆粒對激光的散射特性作等效對比,所測出的等效粒徑為等效散射粒徑,即用與實(shí)際被測顆粒具有相同散射效果的球形顆粒的直徑來代表這個實(shí)際顆粒的大小。當(dāng)被測顆粒為球形時,其等效粒徑就是它的實(shí)際直徑。
表示顆粒平均大小的數(shù)據(jù)。有很多不同的平均值的算法,如D[4,3]是體積或質(zhì)量動量平均值。
對于一般意義上的平均值,是以一個累加值與數(shù)量之間的比值,稱為算術(shù)平均值。如果用這種平均值的計(jì)算方法計(jì)算顆粒的平均粒徑,就需要知道顆粒數(shù)。用激光法可以得到D[4,3],也叫體積平均徑。
粒度測試的準(zhǔn)確指某一儀器對顆粒度標(biāo)準(zhǔn)樣品的測量結(jié)果與該標(biāo)準(zhǔn)樣標(biāo)稱值之間的誤差。其算法為:
這里: x為多次測量結(jié)果D50的平均值;
D為標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)稱值;
Δ為準(zhǔn)確性誤差
粒度儀的分辨率是指可以區(qū)分的兩個樣品不同粒度的最小差值,或者對雙峰樣品能夠區(qū)分的兩個峰值間的最小差值。
分別測試兩個粒度差別比較小的樣品,看結(jié)果能否正確反映樣品的微小差別。
測試一個雙峰的樣品,看結(jié)果能否明顯分辨出雙峰現(xiàn)象,如果做到基線分離就說明分辨率更好。
找兩個粒度分布比較窄的樣品,先測試一個,再慢慢加入另一個樣品,如果結(jié)果出現(xiàn)雙峰,說明儀器分辨率好,如果僅僅發(fā)生粒度數(shù)據(jù)變化而峰現(xiàn)象,說明分辨率較差。
探測器的數(shù)量和結(jié)構(gòu):探測器數(shù)量多、結(jié)構(gòu)合理,系統(tǒng)的分辨率越高。
反演算法:反演算法的優(yōu)劣決定分辨率的好壞。
光路系統(tǒng):富氏透鏡的相差小、平行光的平行度等決定系統(tǒng)的分辨率。
分散系統(tǒng):分散充分、攪拌均勻、循環(huán)流暢有利于保證系統(tǒng)的分辨率。
激光粒度測試是接收和識別顆粒能對激光造成的散射光來實(shí)現(xiàn)的。復(fù)散射現(xiàn)象就是散射光在傳播過程中又遇到其它顆粒并被二次散射的現(xiàn)象。
根據(jù)米氏散射理論,一定粒徑的顆粒產(chǎn)生固定角度的散射光,直接接收和識別這些散射光將得到與之對應(yīng)的準(zhǔn)確的顆粒直徑。如果接收和識別的是復(fù)散射光信號,這些光信號不符合米氏散射理論的規(guī)律,將得到錯誤的結(jié)果,同時降低系統(tǒng)的分辨率。