Auflösung von Laser-Beugungs-Teilchengröße-Analysegeräten mit Mutlimodal-Proben

In einem Laser-Beugungsexperiment wird die Zerstreuenintensität von den Partikeln schwebend als Funktion des Streuwinkels, der hellen Wellenlänge und der Leuchtenpolarisation gemessen. Mathematische Berechnungen können verwendet werden, um Teilchengrößeverteilung von den rohen Intensitätsdaten zu erreichen. Die Größenreichweite, -empfindlichkeit und -auflösung des Messgeräts basiert auf seiner Kleinteilauslegung, Einheitsqualität und Software-Algorithmus. Um ein gutes Ergebnis zu erzielen, sind genaue Operation und Probenaufbereitung auch wesentlich. Im Prozess spielt der Datenanalysealgorithmus eine wichtige Rolle, wenn er hohe Auflösung und genaues Teilchengrößeverteilungsergebnis von den rohen Daten erzielt.

Im Allgemeinen für Vorführung der Fähigkeit eines Laser-Diffraktometers, wird eine Mischung von gut gekennzeichneten Kugeln der schmalen Verteilung verwendet, weil für diese Proben, Operatorfehler und Umweltbelastung häufig minimal sind. Diese Probe bekannt als multimodale Probe. In Wirklichkeit kommen wirklichste industrielle oder Forschungsproben nicht einmal nah an diesen schmalen Verteilungen. Sie haben gewöhnlich entweder eine schmale einzelne Spitze oder eine breite Spitze mit einen oder mehreren modals. Außerdem sind Verteilung und Modalität von Proben häufig unbekannt. Folglich sollte ein guter Algorithmus keine Verteilung oder Modalität der Probe voraussetzen, und doch sollte es in der Lage sein, genaue Ergebnisse mit hoher Auflösung zu erzielen. Wenn ein Algorithmus nicht an einer breiten Musterkollektion für das Erzielen von guten und genauen Ergebnissen angewendet werden kann, erhöht möglicherweise die Einführung einiger Beschränkungen dem Matheprozeß helfen und das Ergebnis. Eine typische Beschränkung ist, die gewährte Modalitäts- und Verteilungsbreite für jede Spitze einzugeben, also ist die Ausgabe die, welche die Beschränkung zufriedenstellt. Wenn die Probe die Bedingungen der Beschränkung als die erfüllt, die im Algorithmus verwendet werden, wird ein besseres Ergebnis möglicherweise (oder können Sie nicht), erzielt. Andernfalls entweder ein nicht-realistisches oder voreingenommenes Ergebnis wird geliefert.

Unten Geführt ein Beispiel mit und ohne den Gebrauch von solch einer Beschränkung einzeln auf. Ein Laser-Diffraktometer bietet drei Optionen für die AnalyseBetriebsarten-Wahl an, wie im Benutzerhandbuch beschrieben:

A: „Monomode- - Dieses ist ein spezielles Analyseprogramm für monomodal Kennzeichnungsgitter. „

B: „Mehrfache Enge - Dieses ist eine Ausdehnung des Monomode--Programms, das konstruiert wird, damit zwei oder mehr extrem schmale Brüche lösen, die durch mischende zwei produziert werden oder mehr monodisperse Materialien.“

C: „Universeller Zweck - der empfohlene immer zu verwenden Analysemodus, es sei denn, dass Kennzeichnungsgitter werden gemessen.“

Die Probe, die in diesem Fall verwendet wird, studieren enthält eine trimodal Mischung von den Polystyrenmikrosphären mit Teilchengröße von μm 0,15, 1,0 und 2,0. Die oben genannten drei Modi wurden beschlossen, um das gleiche Set von Daten von der Probe zu analysieren. Vollständig verschiedene Ergebnisse wurden dann wie in Abbildung 1. gezeigt erzielt. Sie liegt von den Abbildungen auf der Hand, dass, um eine Teilchengrößeverteilung zu erreichen, etwas Daten über das Material bekannt müssen. Andernfalls ist es unmöglich, zu bestimmen, welches Ergebnis korrekt ist. In diesem Fall wenn irgendein Modus anders als die Multi Enge ausgewählt wird, wird ein Ergebnis der niedrigen Auflösung erzielt. Aber, denn eine unbekannte Probe müssen andere Analysen erfolgt sein, bevor die Probe analysiert werden kann.

Abbildung 1. Überlagerung der trimodal Probe von den verschiedenen Analysemodi.

Wenn die Kleinteile die Fähigkeit ermangeln, um Partikel an einer bestimmten Reichweite zu messen, oder der Algorithmus nicht richtig, sogar mit der korrekten Beschränkung konstruiert und justiert wird, falsch oder, Ergebnisse der niedrigen Auflösung noch werden geliefert. Zum Beispiel als eine andere trimodal Probe des Submikrons vom gleichen Verkäufer mit modalen Größen 81 nm, 200 nm und 500 nm verwendet wurde und der Multi Schmale Modus beschlossen wurde, um die Probe zu analysieren, nur ein Ergebnis der niedrigen Auflösung mit zwei Verfahren wie in Abbildung 2 gezeigt erzielt wurde, Kurve „der Niedrigen Auflösung“.

Abbildung 2. Trimodal-Ergebnisse von zwei Instrumenten von verschiedenen Marken.

Ein Anderes Instrument von einem anderen Hersteller, der ein patentiertes Polarisations-Intensitäts-Differenzial verwendet, das Technologie (PIDS) Zerstreut ist, eine hohe Auflösung zu erzielen. Diese Technologie aktiviert die Analysen von Proben, ohne irgendein Baumuster von Annahmen zu machen oder irgendwelche Beschränkungen sogar auf schmale Stichprobengrößenverteilungen zu setzen. Diese Patent geschützte PIDS-Technologie vergewissert, sich dass ein LD-Instrument multimodale Proben an der Größenreichweite lösen kann, die nm ohne den Bedarf des Modussammelns wie in Abbildung 2 gezeigt so klein ist wie 81, der Kurve „der Hohen Auflösung“. Sie prüft auch, dass dieses PIDS-Instrument einen überlegenen Algorithmus hat, zum von hochauflösenden Ergebnissen als das erste Instrument bereitzustellen. Sie misst, was ohne den Bedarf gemessen werden sollte, Annahmen zu machen, oder zu extrapolieren die Ergebnisse im Submikron sich erstrecken.

Damit ein Laser-Diffraktometer jede mögliche Probe mit früheren Kenntnissen oder Vermutung, die wesentlichen Sachen sind misst: um das Instrument zu konstruieren richtig so, das es eckige Variante der Intensität sogar in die Submikronreichweite empfindlich zu zerstreuen messen kann, einen passenden Algorithmus intelligent und gänzlich verwendend Sie und Benutzern harmlose Software anbietend Sie. Indem das Bitten von Input von den Benutzern also von einigen Beschränkungen, kann im Algorithmus angewendet werden könnte in bestimmten Fällen arbeiten. Für die meisten realistischen Proben solche Beschränkungen ist anzuwenden, nicht anwendbar zu sein. Deshalb muss die wirkliche Prüfung der Leistung eines Instrumentes, seiner Genauigkeit und der Auflösung, ohne irgendeinen Bedarf am Befestigen von Betriebsarten-Wahl durchgeführt werden.