1.粒徑的定義與粒度分布的概念

    所謂粒徑，就是顆粒的直徑、大小或尺寸。現(xiàn)實的粉體顆粒，如滑石粉、碳酸鈣、水泥等顆粒，其形狀是不規(guī)則的，粒徑如何描述?實際上，迄今為止的任何一種粒度測量儀器，都是用現(xiàn)實顆粒同圓球顆粒相比較的方法測量顆粒大小的，即"如果顆粒是個圓球，那么它應(yīng)該是(等效于)這么大"。粒徑的科學(xué)定義如下:當(dāng)被測顆粒的某種物理特性或物理行為與某-直徑的同質(zhì)球體(或其組合)最相近時，就把該球體的直徑(或其組合)作為被測顆粒的等效粒徑(或粒度分布)。

    不同原理的儀器，選擇顆粒不同的與其大小相關(guān)的物理性質(zhì)或行為來度量其大小，例如，激光粒度儀選擇顆粒對光的散射特性，沉降儀選擇顆粒在液體中的沉降特性，篩分法選擇顆粒能否通過篩孔，等等。由于不同儀器選擇同一顆粒不同的物理性質(zhì)作為等效時的參考量，因此用它們測量同一不規(guī)則顆粒時，結(jié)果可能是不同的。有時甚至同一種原理的儀器，測試條件不同，結(jié)果也可能不同，例如，篩分測量的結(jié)果同振篩的時間有關(guān)。

    粒徑用來描述一個顆粒的大小。一種粉體樣品的各個顆粒，大小互不相同，這時要用粒度分布才能較全面地描述樣品顆粒的整體大小。粒度分布是指各種大小的顆粒占顆?？倲?shù)的比例?？梢杂帽砀?粒度分布表)或曲線表示。

2 現(xiàn)代常見的幾種粒度測量儀器的比較

2.1激光粒度儀

    原理:根據(jù)光的散射現(xiàn)象，即顆粒越小散射角越大的現(xiàn)象(可稱為靜態(tài)光散射)
    理論測量范圍:0.05~2000μm
    優(yōu)點(diǎn):動態(tài)范圍大、測量速度快、操作簡便、重復(fù)性好
    缺點(diǎn):分辨率低，不宜測量均勻性很好的樣品

2.2庫爾特(電阻法)顆粒計數(shù)器

    原理:小孔電阻原理
    理論測量范圍:1～256μm
    優(yōu)點(diǎn):分辨率高、重復(fù)性好、操作較簡便
    缺點(diǎn):易堵孔、動態(tài)范圍小，不宜測量分布范圍寬的樣品，如水泥

2.3沉降儀(包括重力沉降、離心沉降、光透沉降、沉降管、移液管等)

    原理:沉降原理，即Stokes原理，根據(jù)顆粒的沉降速度測量顆粒的大小。
    理論測量范圍:離心沉降:0.01～100μm 其它:2～100μm
    優(yōu)點(diǎn):原理直觀，造價較低
    缺點(diǎn):操作復(fù)雜，結(jié)果受環(huán)境和操作者影響較大，重復(fù)性較差

2.4動態(tài)光散射儀(PCS)

    原理:根據(jù)微小顆粒在液體中做布朗運(yùn)動，造成溶液中局部顆粒濃度變化，從而引起散射光的強(qiáng)度隨時間變化，通過分析散射光的自相關(guān)性，推算顆粒的運(yùn)動速度，最終測知顆粒大小。
    測量范圍:2nm~2000nm(2μm)

2.5顆粒圖像工作站

    原理:顯微鏡方法與數(shù)字圖像處理技術(shù)相結(jié)合
    理論測量范圍:0.5~1200μm
    優(yōu)點(diǎn):分辨率高、可觀察顆粒形貌和狀態(tài)

    而且顆粒圖像工作站是采用直接測量的方法，不用于以上幾種測試設(shè)備，不需要通過光散射、沉降時間等建立等比關(guān)系來測試。直接能夠獲得顆粒的圖像照片，更加直觀的同時也杜絕了因為儀器部件出現(xiàn)問題導(dǎo)致的測試失準(zhǔn)。 顆粒圖像工作站是利用高清晰的工業(yè)攝像頭通過光學(xué)顯微鏡裝置將需要測試的顆粒樣品狀態(tài)逐一拍攝下來，利用專門開發(fā)的顆粒圖像分析軟件將所有圖像拼接、處理后，即可獲得每個顆粒的投影面積、粒徑大小等數(shù)據(jù)，再經(jīng)過進(jìn)一步統(tǒng)計和計算就可獲得所需要數(shù)據(jù)了。能夠獲得形狀參數(shù)是其最大優(yōu)勢，除了顆粒圖像工作站外，還沒有其他儀器可以獲得球形度、長徑比等形貌參數(shù)。而且其價格適中操作簡便，是很多行業(yè)進(jìn)行顆粒測試的首選儀器之一。
 

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