粒度分析仪是一种用于测量颗粒大小及分布的精密仪器,在众多领域如制药、化工、食品、建材等有着广泛应用。不同类型的粒度分析仪其工作原理各有差异,以下介绍几种常见类型:
(一)激光粒度分析仪
它基于米氏散射理论。当一束单色且平行的激光照射到含有颗粒的样品池时,颗粒会使激光发生散射。散射光的角度和强度与颗粒的大小、形状以及折射率等因素相关。位于不同角度的光电探测器会接收到散射光信号,这些信号经过处理与分析,就能得出颗粒的粒径分布情况。例如,小颗粒产生的散射光角度较宽,而大颗粒则在较小角度就有较强的散射光,通过复杂的数学模型换算,就能准确确定颗粒的粒径范围以及不同粒径颗粒所占的比例。
(二)图像法粒度分析仪
该仪器通过高分辨率的摄像头对样品中的颗粒进行成像。将待测颗粒分散在载玻片等合适的基底上,然后利用光学系统进行照明,摄像头捕捉到颗粒的清晰图像。之后借助专门的图像分析软件,对每个颗粒的轮廓进行识别与测量,通过计算其等效直径等方式来确定颗粒大小,进而统计出整个样品的粒度分布。这种方法直观易懂,能够直接观察到颗粒的形态,对于形状不规则的颗粒测量有一定的优势。
(三)沉降式粒度分析仪
依据斯托克斯沉降原理开展工作。将颗粒样品悬浮在合适的液体介质中,由于重力作用,颗粒会在液体中沉降。较大颗粒沉降速度快,较小颗粒沉降速度慢。通过监测不同时刻液体中不同高度位置的光通量变化(一般利用光电传感器),来推断颗粒的沉降情况,从而计算出颗粒的粒径大小以及分布情况。不过这种方法相对耗时较长,且容易受到环境因素如液体温度、粘度等影响。