为满足生产实践提出的对颗粒粒径的测量要求,已经发展了多种不同的测量方法的测量仪器。到80年代,各种颗粒测量仪器已达到400多种,但按其基本工作原理,可以分为以下几大类:筛分法、显微镜法、沉降法、电感应法(库尔特法)和光学法(光散射法)等,它们各有自己的特点和应用范围,其中光学法(光散射法)作为一代新颖的测量方法和测量仪器,以其显著特点已在颗粒测量及国际市场上占有了主导地位。
一、 筛分法:
按照被测试样的粒径大小及分布范围,将大小不同筛孔的筛子叠放在一起进行筛分,收集各个筛子的筛余量,称量求得被测试样以重量计的颗粒粒径分布。
这种测量方法简单,价格相对便宜,适用于使用频率较少,粒径较大颗粒的测量,但测试结果易受到人员主观因素、筛分时间、团聚、静电、筛孔磨损等因素的影响。
二、 显微镜法:
显微镜法属于成像法,通过对单个颗粒的观察和测量,得到颗粒在一个平面投影的图象,运用不同的当量表示。故而显微镜法的测试结果与其他测量方法之间无直接的对比性。
适用于对其他测量方法的校验和标定,由于取样极少,为取得具有代表性的颗粒,因此取样的过程和测试的次数直接影响测试结果,另外还有试样制备繁琐、要求高,测试时间长等不足之处。
三、 沉降法:
根据颗粒在液体中最终沉降速度决定颗粒大小,Stokes公式建立了颗粒在液体中的最终沉降速度,与颗粒粒径之间的对应关系。沉降仪种类较多,如沉降天平、光透沉降仪、离心沉降仪等。
仪器使用时必须要知道被测颗粒的密度及沉降液的密度和粘度。下限可以减小到0.05um以下甚至更小,但上限也较小。测试时间较长。
四、 电感应法(库尔特法):
根据颗粒在电解液中通过某一小孔时,不同大小颗粒导致孔口部位电阻的变化,由此颗粒的尺寸大小由电阻的变化加以表征和测定。
可以测得颗粒数量,因此又称库尔特计数器,测量精度较高,重复性好,但易出现孔口被堵现象,通常范围在0.5~100微米之间。
五、 光学法:
根据光的散射现象,光束在介质中存在颗粒时,光束将向四周空间散射,而散射的多个参数与颗粒的粒径密切相关。据此可以为粒径测量提供了一个参考尺度,基于不同参数的组合,构成了光散射式颗粒测量仪的多样性。理论测量范围可达到0.05~2000微米。
光散射法测试颗粒粒径具有以下优点:
1、 适用性广(可以胜任固体颗粒、液滴、气泡的测量)。
2、 粒径测试范围广(理论上可以实现几个纳米到上千微米的测量)。
3、 测量准确、精度高,重复性好(对于单分散性高分子聚合物标准粒子的测量误差和重复性偏差可以限制在1~2%之内)。
4、 测量速度快(数据采集和数据处理可在十几秒内完成)。
5、 需要知道的被测颗粒及分散介质的物理参数少(只要知道被测颗粒的相对折射率即可)。
6、 仪器的自动化和智能化程度高(仪器操作简单,使用方便,一般人员经二、三天培训即可掌握)。
7、 适合在线测试,对生产工艺的过程自动检测非常重要。
以上摘自《博纳斯全自动激光粒度测试仪说明书——粒度测试基础》