颗粒计数测试技术的发展

添加时间:2014-06-03 10:29   作者:消息    关注:

近年来颗粒测试技术进展很快,表现在以下几个方面: 

1) 激光粒度测试技术更加成熟,激光衍射/散射技术,现在已经成为颗粒测试的主流. 

其主要特点:测试速 度快,重复性好,分辨率高,测试范围广得到了进一步的发挥. 激光粒度分析技术最近几年的主要进展在于提高分辨率和扩大测量范围. 探测器尺寸增加,附加探头的使用 扩大了测量范围;多种激光光源的使用、多镜头、会聚光路、多量程、可移动样品窗的使用提高了分辨率,采样 速度的提高则进一步改善了仪器的重复性. 

英国马尔文公司GM2000 系列激光粒度仪采用高能量蓝光辅助光源和 汇聚光学系统,测量范围达到0.02?2000 微米,不需更换透镜. 贝克曼库尔特公司采用多波长偏振光双镜头技术 将测量范围扩展到0.04?2000 微米.代表了当前的先进水平. 国产的激光粒度仪在制作工艺和自动化程度上尚有 欠缺,但大多数在重复性准确度方面也达到了13320 国际标准的要求. 

目前激光粒度分析仪在技术上,已经达到 了相当成熟的阶段. 米氏理论模型可以提高仪器的分辨率,但是需要事先了解被测样品的折射率和吸收系数,才可能获得正确的 结果. 测试结果的优劣不仅取决于测试系统和计算模型,更加取决于样品的分散状态.激光粒度仪对样品的分散要求 是,分散而不分离. 仪器厂家应更加注意样品分散系统设计. 尽量避免小颗粒团聚,大颗粒沉降,大小颗粒离析, 样品输运过程的损耗,外界杂质的侵入. 

对于不同样品选用不同的分散剂和不同的分散操作应该引起测试者的注 意. 任何原理的仪器测试范围都不是可以无限扩展的. 静态光散射原理的激光粒度分析向纳米颗粒的扩展和向毫 米方向的扩展极限值得探讨. 毫米级的颗粒只需光学成像技术就可以轻易解决的测量问题采用激光散射原理则并 不是优势所在.

2) 图像颗粒分析技术东山再起 图像颗粒分析技术是一种传统的颗粒测试技术,由于样品制备操作较繁琐、代表性差、曾经作为一种辅助手 段而存在,他的直观的特点没有发挥出来.为了解决采样代表性问题,有人使用图像拼接技术或者多幅图像数据累 加技术可以有效提高分析粒子数量,采用标准分析处理模式的图像仪则可以将操作误差减小,这些改进取得了一 定的效果. 

最近几年动态图像处理技术的出现使传统度颗粒图像分析仪备受关注,大有东山再起之势. 动态图像处理的 核心是采用颗粒同步频闪捕捉技术,拍摄运动颗粒图像,因此减少了载玻片上样品制备的繁琐操作,提高了采样 的代表性,而且可用于运动颗粒在线测量. 这就大大扩展了图像分析技术的应用范围和可操作性. 荷兰安米德公 司的粒度粒形分析仪是有代表性的产品。

它采用CCD+频闪技术测颗粒形状、采用光束扫描技术测颗粒大小。可测 最大粒径为6 毫米。如果颗粒在光学采样过程不发生离析现象,此种仪器在微米与毫米级颗粒测量中可能会得到 广泛的应用. 颗粒图像分析技术需要解决的另一个问题是三维测量. 动态颗粒图像采集由于颗粒采集的各向同性因此可以 解决在载波片上颗粒方位的偏析问题,但是仍然无法解决如片状颗粒厚度问题. 厚度测量对于金属颜料,云母、 特种石墨都是一个急需解决的实际问题. 

3) 颗粒计数器不可替代 颗粒本身是离散的个体,因此对颗粒分级计数是一种最好的测量方法. 库尔特电阻法在生物等领域得到广范 应用已经成为磨料和某些行业的测试标准. 但是他受到导电介质的限制和小孔的约束,在某些行业推广受到阻力. 

最近光学计数器在市场上异军突起,他将在高精度和极低浓度颗粒测量场合发挥不可替代的作用. 美国Haic Royco 公司颗粒计数器/尘埃粒子计数器是才进中国不久的老产品;美国PSS(Particle Sizing Systems)公司 采用单粒子光学传感(SPOS)技术生产的系列仪器可用于湿法、干法、油品等各种场合的颗粒计数。 国内颗粒计数器的研究工作起步并不晚,但是除了欧美克的电阻法计数器外,尚未见光学计数器商业化的产 品。 

4) 纳米颗粒测试技术有待突破 

纳米颗粒测试越来越受到重视. 电镜是一种测试纳米颗粒粒度与形态最常用的方法.电镜样品制备对于测试结果有重要影响,北京科技大学在 拍摄高质量电镜照片方面作了出色的工作. 由于电镜昂贵的价格和严格的使用条件,以及取样代表性问题,电镜在 企业推广不是最佳选择. 根据动态光散射原理设计的纳米级颗粒测试技术是一种新技术,近年来获得了快速发展.马尔文,布鲁克海文、 贝克曼库尔特等公司提供了优秀的商品,马尔文公司已将动态光散射的测量范围扩展到亚纳米范围,HPPS 高性能 高浓度纳米粒度和Zeta 电位分析仪测试范围0.6-6000 纳米,可以测量大分子真溶液粒径。 

 
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