激光粒度儀測(cè)量數(shù)據(jù)與篩分測(cè)量數(shù)據(jù)差異問題

       粒度分布的測(cè)量方法有很多種，如：篩分法、沉降法、圖像法、激光散射法粒、庫(kù)爾特法、超聲衰減等。在實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用中，篩分法和激光散射法是比較常用的兩種粒徑測(cè)量手段。但是一直以來(lái)，這兩種方法測(cè)量的可比性存在較多問題。

　　篩分法是顆粒粒徑測(cè)量中最為通用也最為直觀的方法。

　　篩分的實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單：根據(jù)不同的需要，選擇一系列不同篩孔直徑的標(biāo)準(zhǔn)篩，按照孔徑從小到大依次摞起。然后固定在振篩機(jī)上，選擇適當(dāng)?shù)哪Ｊ郊皶r(shí)長(zhǎng)，自動(dòng)振動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)篩分；篩分完成后，通過(guò)稱重的方式記錄下每層標(biāo)準(zhǔn)篩中得到的顆粒質(zhì)量，并由此求得以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示的顆粒粒度分布。

　　隨著工業(yè)中對(duì)粒度分布測(cè)量精度要求的提高，激光粒度儀的應(yīng)用也日益廣泛。激光粒度儀測(cè)量方法的理論依據(jù)是Fraunhofer衍射理論和米氏光散射理論。光照射顆粒時(shí)，衍射和散射的情況跟光的波長(zhǎng)及顆粒的大小有關(guān)，顆粒大時(shí)，激光散射角度小，顆粒小時(shí)，激光散射角度大。激光束發(fā)生衍射和散射，從而產(chǎn)生光強(qiáng)的空間分布變化，光信號(hào)被光電探測(cè)器器接收并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，進(jìn)而經(jīng)過(guò)復(fù)雜的程序計(jì)算得出顆粒粒徑分布。激光粒度儀測(cè)量方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量粒徑范圍大、分辨率高、檢測(cè)速度快、重復(fù)性好。整個(gè)操作過(guò)程一般都可以 在 3-5分鐘之內(nèi)完成。輸出結(jié)果是連續(xù)的粒徑分布數(shù)據(jù)，各種數(shù)據(jù)非常全面詳盡。

       現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中篩分法和激光散射法測(cè)量結(jié)果常常存在巨大差異，這個(gè)問題源自兩種測(cè)量手段原理的不同。激光散射方和篩分法對(duì)測(cè)量顆粒粒徑的等效原理不同。激光散射法受顆粒形貌影響較大，在顆粒球形度較差時(shí)，兩種測(cè)量手段不具有可比性。

　　大家首先要明確一點(diǎn)認(rèn)識(shí)：粒徑、粒度分布這兩個(gè)物理參量要有唯一確定的真值的前提是所有顆粒為正球體。沒有這個(gè)前提，非球形顆粒粉體的粒徑和粒度分布是沒有真值的。我們通過(guò)各種檢測(cè)方法獲得的測(cè)量值都是理論等效值。不同原理的粒度檢測(cè)設(shè)備的使用的等效物理參量不同，在檢測(cè)同一個(gè)不規(guī)則顆粒時(shí)，得到的測(cè)試結(jié)果是不相同的。

　　在篩分法的操作中，顆粒能否準(zhǔn)確地區(qū)分在預(yù)定的粒徑段內(nèi)，受到多方面因素的影響，如：顆粒水分含量、荷電狀況等。對(duì)于較細(xì)的顆粒，樣品中水分的存在極易造成顆粒的團(tuán)聚，從而導(dǎo)致小粒徑顆粒留在大網(wǎng)格篩子，造成結(jié)果的偏差；顆粒如果在摩擦中產(chǎn)生荷電，也會(huì)造成凝聚成團(tuán)的情況，影響結(jié)果的準(zhǔn)確性；如果使用不當(dāng)，網(wǎng)格大小很容易 被改變，由此造成的測(cè)量偏差是顯而易見的；篩網(wǎng)的清潔程度同樣不可忽視。一些極細(xì)并且易于吸附的顆粒很容易粘連在篩網(wǎng)上，使得篩網(wǎng)的有效孔徑小于標(biāo)稱值，從而造成測(cè)量偏差。對(duì)于微細(xì)的顆粒，比如20μm以下，因其本身質(zhì)量較小，下落通過(guò)篩網(wǎng)的力量不足；微細(xì)顆粒因潮濕或荷電產(chǎn)生的聚團(tuán)現(xiàn)象更加嚴(yán)重，更加造成預(yù)期的顆粒不能通過(guò)篩網(wǎng)。篩網(wǎng)和顆粒這兩種因素的綜合作用 ，使得篩分法對(duì)于小顆粒的區(qū)分能力大大降低，篩分的結(jié)果也往往并不可靠。

　　總體而言，激光粒度儀測(cè)量原理更加先進(jìn)，量程大操作便捷。在粉體行業(yè)在快速向超細(xì)粉、納米粉前進(jìn)的今天，激光粒度儀的廣泛應(yīng)用將是必然趨勢(shì)。但是篩分法在一些特定領(lǐng)域依然有其發(fā)揮特長(zhǎng)的空間。例如在粉體分布較粗的行業(yè)、非常關(guān)心極限大顆粒情況的行業(yè)、對(duì)粒度分布精度要求并不特別嚴(yán)格的行業(yè)，篩分法能夠作為一種簡(jiǎn)單有效的粒度分布檢測(cè)方法繼續(xù)發(fā)揮其重要作用。