顆粒粒度測量

動(dòng)態(tài)光散射(DLS)法原理

當(dāng)激光照射到分散于液體介質(zhì)中的微小顆粒時(shí)，由于顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)引起散射光的頻率偏移，導(dǎo)致散射光信號隨時(shí)間發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，該變化的大小與顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，而顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)速度又取決于顆粒粒徑的大小，顆粒大布朗運(yùn)動(dòng)速度慢，反之顆粒小布朗運(yùn)動(dòng)速度快，因此動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)是分析樣品顆粒的散射光強(qiáng)隨時(shí)間的漲落規(guī)律，使用光子探測器在固定的角度采集散射光，通過相關(guān)器進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算得到相關(guān)函數(shù)，再經(jīng)過數(shù)學(xué)反演獲得顆粒粒徑信息。

性能特點(diǎn)

1、高效的光路系統(tǒng)：采用固體激光器和一體化光纖集成光路，滿足空間相干性的要求，提高了光強(qiáng)自相關(guān)函數(shù)的信噪比，確保后續(xù)數(shù)據(jù)反演的精度。

2、高靈敏度光子探測器：采用計(jì)數(shù)型光電倍增管或雪崩光電二極管，對光子信號具有很高的靈敏度和信噪比；采用邊沿觸發(fā)模式進(jìn)行計(jì)數(shù)，瞬間捕捉光子脈沖的變化。

3、大動(dòng)態(tài)范圍高速光子相關(guān)器：采用高、低速通道搭配的光子相關(guān)器，有效解決了硬件資源與通道數(shù)量之間的矛盾，實(shí)時(shí)獲取動(dòng)態(tài)范圍大、基線穩(wěn)定的相關(guān)函數(shù)。

4、高精度溫控系統(tǒng)：基于半導(dǎo)體制冷技術(shù)，采用自適應(yīng)PID控制算法，使樣品池溫度控制精度達(dá)±0.1℃。

5、數(shù)據(jù)篩選功能：引入分位數(shù)檢測異常值的方法，鑒別受灰塵干擾的散射光數(shù)據(jù)，并剔除異常值，提高粒度測量結(jié)果的準(zhǔn)確度。

6、優(yōu)化的反演算法：采用優(yōu)+擬合累積反演算法計(jì)算平均粒徑及多分散系數(shù)，基于非負(fù)約束正則化算法反演顆粒粒度分布，測量結(jié)果的準(zhǔn)確度和重復(fù)性都優(yōu)于1%。

7、 背散射光路：使用背散射光路測量高濃度樣品時(shí)，由于背散射光不需要穿過整個(gè)樣品，從而減小了散射光程，減弱了多次散射光，進(jìn)而可以測量較高濃度樣品的顆粒粒度。

Zeta電位測量

帶電顆粒在電場力作用下向電極反方向做電泳運(yùn)動(dòng)，單位電場強(qiáng)度下的電泳速度定義為電泳遷移率。顆粒在電泳遷移時(shí)，會帶著緊密吸附層和部分?jǐn)U散層一起移動(dòng)，與液體之間形成滑動(dòng)面，滑動(dòng)面與液體內(nèi)部的電位差即為Zeta電位。Zeta電位是表征分散體系穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，Zeta電位越高，顆粒間的相互排斥力越大，膠體體系越穩(wěn)定，因此通過測量Zeta電位可以預(yù)測膠體的穩(wěn)定性。

相位分析光散射（PALS）法原理

Zeta電位與電泳遷移率的關(guān)系遵循Henry方程，通過測量顆粒在電場中的電泳遷移率就能計(jì)算出顆粒的Zeta電位。電泳光散射（ELS）法通過測量散射光的頻率偏移，來獲得顆粒的電泳遷移率，進(jìn)而確定Zeta電位。而相位分析光散射（PALS）法則通過測量散射光信號的相位變化來獲得顆粒的電泳遷移率，測量分辨率比ELS法高兩個(gè)數(shù)量級，從而提高了Zeta電位的測量精度。