激光衍射颗粒大小分析程序需要 PIDS 评定小颗粒

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简介
极化强度有差别分散 (PIDS)
结论
关于 Beckman 犁刀

简介

激光衍射技术在各种各样的域适用。 当微粒变得更小,与轻的波长 (d/λ) 减少微粒维数比和分散模式是更加平稳和较没有角受抚养者,造成更多困难在确定正确的范围值。 要改进这个能力评定小颗粒,有可以接受扩大更低的范围限额,当评定微粒使用激光衍射时的三方法。

扩展更低的大小限额的第一个途径是通过增加这个有角检测的范围。 如果使用第一个最小数量的有角地点在分散模式的,准确地估量范围的标准,评定有的范围的直径小于 0.5 μm,这个最大检测的角度比 90 度 (图 1) 必须极大。 因此,为了估量一个亚微米微粒,检测有角范围必须被设计报道角度至少一样大象 90 度; 实际上,这个最大检测的角度可以是一样大象 175°。

图 1. 对分散模式和第一个最小数量的角度依赖性。

分散模式是轻的波长和颗粒大小的功能。 他们的差异与在微粒维数和波长 (d/λ) 之间的比例有关。 在分散配置文件创建微细结构非常地减少的干涉作用,当 d/λ少于 0.5 时是。 如果光波长是更短的,这个比例增加,并且更低的大小限额有效被扩大。 换句话说,分散模式是压缩的在更短的波长,并且更多信息 (结构) 显示在同一个有角范围与使用长波长,什么比较可以获得。 实际上,这个最短的波长约为 350 毫微米。 多数材料实际上,陈列严格的吸收在短波长比 300 毫微米。 使用λ光 = 375 毫微米,更低的大小限额可以延伸到那的一半可获得通过使用λ光 = 750 毫微米。

极化强度有差别分散 (PIDS)

作早期工作在 Beckman 犁刀,多数激光衍射制造商广泛使用上述二个途径,即有角检测的范围和短波,估量小颗粒。 然而,使用仅这两个途径,估量是十倍直径的毫微米的更小的颗粒,不能达到。 图 2 是显示小颗粒的非常缓慢的角变化的一个立体显示器。 对于微粒小于 200 毫微米,甚而通过采取上述二个途径的福利,得到一个准确范围是难的。 然后,二个不同途径在仪器制造商中被发展了。 一个是外推从这个被评定的低限到一个低限,有时甚而在理论上的更低的大小限额,即 10 毫微米之外。 由于此,数据在这个被外推的区域可以是不正确的。

另一个途径将使用分散的光的偏振效应。 垂直被对立的分散的光有多种分散模式和微细结构从那水平地偏光小颗粒的。 这个关键字典型小颗粒的水平的h分散强度 (i) 是有至少大约 90 个程度。 通过结合偏振效应与波长依赖性在大角度,更低的大小限额可以延伸到一样低象,几乎到达这个理论上的限额的 40 毫微米。 此联合的途径叫作 Beckman 犁刀给予专利的 (PIDS)极化强度有差别的分散技术。

图 2。 米氏散射强度三维显示我V 从范围的单位体积与相对 R.i. 的 m = 1.50 + 在λ的 0i = 750 毫微米。

分散从不同的极化的图 3

偏振效应的始发地可以接下来了解 (图 3)。 当一个非常微粒子,小于光波长,位于一个光束时,光的摆动的电场导致在这个微粒,即在反复包括微粒移动的原子的电子的摆动的偶极矩相对这个固定式微粒。 电子的导致的行动将是朝这个电场并且垂线的动摆的方向对这个光束的传送的方向。 由于光的横向本质,这个摆动的偶极四面八方放热光除了在动摆方向; 如果这台探测器面对动摆的方向它从唯一偶极不会接受分散。 当这个光束在 v 方向或 h 方向被对立,分散强度一个v 特定角度的h 我和 I 将是不同的。 之间区别我和v I, (h即 I - I),v h称 PIDS 信号。 当颗粒大小增加,内部微粒干涉做微粒工作情况从那一个简单的偶极偏离,并且分散模式将变得更加复杂。 对于微粒子, PIDS 信号是大致二次方曲线被集中在 90 度。 对更大的微粒对更小的角度和附属峰顶的模式班次看上去由于散射系数。 因为 PIDS 信号依靠颗粒大小相对轻的波长,关于粒度分布的有价值的信息可以通过评定 PIDS 得到发信号在几个波长。

图 4 在最大值中相反显示转移和更改多种直径微粒的。 此外,因为 PIDS 信号变化在不同的波长, PIDS 信号的评定在几个波长的将提供可以用于进一步精炼范围检索进程的另外的分散信息。

图 4. 小的vh PSL I-I 在水 (λo 中 = 450 毫微米)。 虚线: d = 150 毫微米; 破折线: d = 100 毫微米; 并且实线: d = 50 毫微米。

从图 4,有角模式 100 的毫微米和甚而 50 个毫微米微粒的是可认识的,除转移之外在对称中轴。 通过理论上的模拟和实际实验被验证了微粒小于大约 200 毫微米准确大小通过分散强度没有使用 PIDS 技术是困难和很可能不切实际的。 三个途径 (更宽的有角范围、波长差异和偏振效应) 的组合使用光散射,提高亚微米微粒的准确描述特性。

图 5 是在激光衍射实验检索的一个典型的 trimodal 配电器使用 PIDS 技术在多个波长 (lo = 450, 600, 750 和 900 毫微米) 和在与角度的一个分散有角范围至 144 度,与 (实线) 和没有 (破折线) 使用偏振效应。 虚线在这个混合物显示乳汁的名义上的直径值如报告由 PSL 供营商。 没有 PIDS 技术,既使当曾经信息会集了在大散射角和短的波长,最小的要素丢失。 图 6 是在表分析的这个 (SEM)范例的扫描电子显微镜术图象微粒的三个不同范围能被看到的 5。

图 5。 PSL (名义上的直径一个 trimodal 混合物 83 毫微米, 204 毫微米和 503 毫微米与 1:1 :1 个数量比例)。

图 6。 范例的电子显微镜图象在表 5。

结论

通过使用所有三个途径,即宽有角范围,短波和偏振效应,一样小的颗粒大小,象 40 毫微米可以正确地被评定而不是 “被外推”。 没有混合技术。 所有信号是从同一种分散现象并且集成对待在一个唯一数据检索进程中象在一个普通的激光衍射评定。

关于 Beckman 犁刀

研究、发展和高速制造的精密测量在几个行业要求保证质量、一贯性和费用管理。 Beckman 犁刀提供充分地集成,易用自动化系统以应用从颗粒大小的许多质量,计数的配电器和的数量给蜂窝电话分析。 所有系统是可配置的适应特定需要和为不同的企业提供高效的流程自动化。

此信息是来源,复核和适应从 Beckman 犁刀提供的材料。

关于此来源的更多信息,请参观 Beckman 犁刀。

Date Added: Apr 26, 2012 | Updated: Apr 26, 2012

Last Update: 26. April 2012 22:18

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