Risoluzione degli Analizzatori di Dimensione delle Particelle di Diffrazione del Laser con i Campioni di Mutlimodal

In un esperimento della diffrazione del laser l'intensità di scattering dalle particelle in sospensione è misurata in funzione dell'angolo di scattering, della lunghezza d'onda leggera e della polarizzazione della luce. I calcoli Matematici possono essere usati per ottenere la distribuzione di dimensione delle particelle dai dati da rivedere dell'intensità. L'intervallo, la sensibilità e la risoluzione di grandezza dello strumento di misura è basato sulla sui progettazione di hardware, qualità dell'assembly ed algoritmo del software. Per ottenere un buon risultato, l'operazione ed il preparato precisi del campione sono egualmente essenziali. Nel trattamento, l'algoritmo dell'analisi di dati svolge un ruolo importante nell'ottenere il risultato di alta risoluzione ed accurato di distribuzione di dimensione delle particelle dai dati grezzi.

Generalmente per la dimostrazione della capacità di un diffrattometro del laser, una miscela delle sfere bene caratterizzate di distribuzione stretta è usata, perché per questi campioni, l'errore dell'operatore e l'impatto ambientale sono spesso minimi. Questo campione è conosciuto come campione multimodale. In realtà, la maggior parte di industriale o dei campioni di ricerca reali nemmeno viene vicino a queste distribuzioni strette. Ha tipicamente un singolo picco stretto o un vasto picco con uno o più modals. Ancora, la distribuzione e la modalità dei campioni sono spesso sconosciute. Quindi, un buon algoritmo non dovrebbe presumere alcuna distribuzione o modalità del campione ma dovrebbe potere da ottenere i risultati accurati con l'alta risoluzione. Quando un algoritmo non può applicarsi a una vasta gamma di campione per ottenere i buoni e risultati precisi, l'aggiunta di alcuni vincoli può aiutare il trattamento di per la matematica e migliorare il risultato. Un vincolo tipico è di introdurre la larghezza conceduta di distribuzione e di modalità per ogni picco in modo dall'output sarà quello che soddisfa il vincolo. Se il campione soddisfa le richieste del vincolo come quei utilizzati nell'algoritmo, un migliore risultato può (o non possa) essere ottenuto. Altrimenti, un risultato non realistico o polarizzato sarà fornito.

È Dettagliato sotto un esempio con e senza l'uso di un tal vincolo. Un diffrattometro del laser offre tre opzioni per la selezione modi di funzionamento dell'analisi, come descritto nel manuale dell'utente:

A: “Singolo Modo - Questa è una routine speciale dell'analisi per le grate monomodal di caratterizzazione. “

B: “Stretto Multiplo - Questa è un'estensione della routine del Singolo Modo che è progettata in modo da risolvere due o più frazioni estremamente strette prodotte due da mescolantesi o più materiali del monodisperse.„

C: “Uso generale - Il modo raccomandato di analisi da usare sempre a meno che le grate di caratterizzazione stiano misurande.„

Il campione usato in questo caso studia comprende una miscela trimodal le microsfere del polistirolo con una dimensione delle particelle di μm 0,15, 1,0 e 2,0. Ai i tre modi superiori sono stati scelti per analizzare lo stesso insieme dei dati dal campione. I risultati Completamente differenti poi sono stati ottenuti secondo le indicazioni di figura 1. È ovvia dalle figure che, per ottenere una distribuzione di dimensione delle particelle, alcuni dati circa il materiale devono essere conosciuti. Altrimenti, è impossible da determinare quale risultato è corretto. In questo caso, se qualunque modo all'infuori di Multi Stretto è selezionato, un risultato di risoluzione bassa sarà ottenuto. Ma, dato che un campione sconosciuto altre analisi devono essere fatte prima che il campione possa essere analizzato.

Figura 1. Foglio Di Prova del campione trimodal dai modi differenti di analisi.

Se il hardware manca della capacità per misurare le particelle a certo intervallo o l'algoritmo non è progettato correttamente e sintonizzato, anche con i risultati corretti di vincolo, di risoluzione sbagliata o minima ancora sarà prodotto. Per esempio, quando un altro campione trimodal di submicron dallo stesso venditore con le dimensioni modali 81 nanometro, 200 nanometro e 500 nanometro è stato usato ed il Multi modo Stretto è stato scelto per analizzare il campione, solo un risultato bimodale di risoluzione bassa è stato ottenuto secondo le indicazioni di figura 2, “curva di risoluzione Bassa„.

Figura 2. risultati di Trimodal da due strumenti delle marche differenti.

Un Altro strumento da un produttore differente che usa una tecnologia Differenziale brevettata di Scattering dell'Intensità di Polarizzazione (PIDS) può raggiungere un'alta risoluzione. Questa tecnologia permette alle analisi dei campioni senza fare alcun tipo dei presupposti o mettere alcuni vincoli anche sulle distribuzioni strette di dimensione del campione. Questa tecnologia protetta di PIDS di brevetto si assicura che uno strumento di LD possa risolvere i campioni multimodali all'intervallo di grandezza piccolo quanto 81 nanometro senza il bisogno del modo-raccolto secondo le indicazioni di Figura 2, la curva “Di alta risoluzione„. Egualmente prova che questo strumento di PIDS ha un algoritmo superiore per fornire i risultati ad alta definizione che il primo strumento. Misura che cosa dovrebbe essere misurato senza la necessità di fare i presupposti o estrapolare i risultati nel submicron variano.

Affinchè un diffrattometro del laser misurino tutto il campione con conoscenza priore o la presunzione, le cose essenziali sono: per progettare lo strumento così che può misurare correttamente spargere la variazione angolare dell'intensità sensibile anche nell'intervallo di submicron, che utilizzi brillantemente e completamente un algoritmo adatto e che offra ad utenti il software infallibile. Chiedendo l'input dagli utenti in modo da da alcuni vincoli può applicarsi nell'algoritmo potrebbe lavorare in determinati casi. Per la maggior parte dei campioni realistici, applicare tali vincoli non è di essere applicabile. Di Conseguenza, la prova reale della prestazione di uno strumento, della sua accuratezza e della risoluzione, deve essere fatta a meno di alcun'esigenza della misura della selezione modi di funzionamento.