粒度測試的基本知識和基本方法
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圖10是BT-9300H激光粒度儀系統示意圖。BT-9300H激光粒度儀是一種性能優(yōu)良的國產(chǎn)激光粒度儀。它包括進(jìn)口半導體激光器、76個(gè)多元光電探測器、光路系統、電路系統、軟件系統、循環(huán)分散系統等。該儀器連續兩年的產(chǎn)銷(xiāo)量突破100臺，還出口到韓國、臺灣、土耳其、巴基斯坦等國家和地區。在臺灣，經(jīng)臺北科技大學(xué)葉正濤教授對比測試，BT-9300H激光粒度儀的主要測試指標與國外某著(zhù)名品牌激光粒度儀非常接近，某些樣品D50的偏甚至小于5%。我們的實(shí)驗同樣證明了這一點(diǎn)。
篩分法是一種最傳統的粒度測試方法。它是使顆粒通過(guò)不同尺寸的篩孔來(lái)測試粒度的。篩分法分干篩和濕篩兩種形式，可以用單個(gè)篩子來(lái)控制單一粒徑顆粒的通過(guò)率，也可以用多個(gè)篩子疊加起來(lái)同時(shí)測量多個(gè)粒徑顆粒的通過(guò)率，并計算出百分數。篩分法有手工篩、振動(dòng)篩、負壓篩、全自動(dòng)篩等多種方式。顆粒能否通過(guò)篩幾與顆粒的取向和篩分時(shí)間等素因素有關(guān)，不同的行業(yè)有各自的篩分方法標準。
4、電阻法：
電阻法又叫庫爾特法，是由美國一個(gè)叫庫爾特的人發(fā)明的一種粒度測試方法。這種方法是根據顆粒在通過(guò)一個(gè)小微孔的瞬間，占據了小微孔中的部分空間而排開(kāi)了小微孔中的導電液體，使小微孔兩端的電阻發(fā)生變化的原理測試粒度分布的。小孔兩端的電阻的大小與顆粒的體積成正比。當不同大小的粒徑顆粒連續通過(guò)小微孔時(shí)，小微孔的兩端將連續產(chǎn)生不同大小的電阻信號，通過(guò)計算機對這些電阻信號進(jìn)行處理就可以得到粒度分布了。
用庫爾特法進(jìn)行粒度測試所用的介質(zhì)通常是導電性能較好的生理鹽水。
5、顯微圖象法：
顯微圖象法包括顯微鏡、CCD攝像頭（或數碼像機）、圖形采集卡、計算機等部分組成。它的基本工作原理是將顯微鏡放大后的顆粒圖像通過(guò)CCD攝像頭和圖形采集卡傳輸到計算機中，由計算機對這些圖像進(jìn)行邊緣識別等處理，計算出每個(gè)顆粒的投影面積，根據等效投影面積原理得出每個(gè)顆粒的粒徑，再統計出所設定的粒徑區間的顆粒的數量，就可以得到粒度分布了。
由于這種方法單次所測到的顆粒個(gè)數較少，對同一個(gè)樣品可以通過(guò)更換視場(chǎng)的方法進(jìn)行多次測量來(lái)提高測試結果的真實(shí)性。除了進(jìn)行粒度測試之外，顯微圖象法還常用來(lái)觀(guān)察和測試顆粒的形貌。
6、其它顆粒度測試方法：
除了上述幾種粒度測試方法以外，目前在生產(chǎn)和研究領(lǐng)域還常用刮板法、沉降瓶法、透氣法、超聲波法和動(dòng)態(tài)光散射法等。
(1) 刮板法：把樣品刮到一個(gè)平板的表面上，觀(guān)察粗糙度，以此來(lái)評價(jià)樣品的粒度是否合格。此法是涂料行業(yè)采用的一種方法。是一個(gè)定性的粒度測試方法。
(2) 沉降瓶法：它的原理與前后講的沉降法原理大致相同。測試過(guò)程是首先將一定量的樣品與液體在500ml或1000l的量筒里配制成懸浮液，充分攪拌均勻后取出一定量（如20ml）作為樣品的總重量，然后根據Stokes定律計算好每種顆粒沉降時(shí)間，在固定的時(shí)刻分別放出相同量的懸浮液，來(lái)代表該時(shí)刻對應的粒徑。將每個(gè)時(shí)刻得到的懸浮液烘干、稱(chēng)重后就可以計算出粒度分布了。此法目前在磨料和河流泥沙等行業(yè)還有應用。
(3) 透氣法：透氣法也叫弗氏法。先將樣品裝到一個(gè)金屬管里并壓實(shí)，將這個(gè)金屬管安裝到一個(gè)氣路里形成一個(gè)閉環(huán)氣路。當氣路中的氣體流動(dòng)時(shí)，氣體將從顆粒的縫隙中穿過(guò)。如果樣品較粗，顆粒之間的縫隙就大，氣體流邊所受的阻礙就??；樣品較細，顆粒之間的縫隙就小，氣體流動(dòng)所受的阻礙就大。透氣法就是根據這樣一個(gè)原理來(lái)測試粒度的。這種方法只能得到一個(gè)平均粒度值，不能測量粒度分布。這種方法主要用在磁性材料行業(yè)。
(4) 超聲波法：通過(guò)不同粒徑顆粒對超聲波產(chǎn)生不同的影響的原理來(lái)測量粒度分布的一種方法。它可以直接測試固液比達到70%的高濃度漿料。這種方法是一種新的技術(shù)，目前國內外都有人進(jìn)行研究，據說(shuō)國外已經(jīng)有了儀器，國內目前還沒(méi)有。
(5) 動(dòng)態(tài)光散射法：前面所講的激光散射法可以理解為靜態(tài)光散射法。當顆粒小到一定的程度時(shí)，顆粒在液體中受布朗運動(dòng)的影響，呈一種隨機的運動(dòng)狀態(tài)，其運動(dòng)距離與運動(dòng)速度與顆粒的大小有關(guān)。通過(guò)相關(guān)技術(shù)來(lái)識別這些顆粒的運動(dòng)狀態(tài)，就可以得到粒度分布了。動(dòng)態(tài)光散射法，主要用來(lái)測量納米材料的粒度分布。國外已有現成的儀器，國內目前還沒(méi)有。
三、粒度測試技術(shù)的現狀和發(fā)展趨勢
我國粒度測試技術(shù)研究工作起步于70年代。在80年代初成立了中國顆粒學(xué)會(huì )，由中國科學(xué)院院士郭慕孫教授擔任理事長(cháng)，下設顆粒制備、顆粒測試、氣溶膠、納米材料等專(zhuān)業(yè)委員會(huì )等。顆粒學(xué)會(huì )的成立不僅對顆粒測試技術(shù)的研究起到了促進(jìn)作用，還推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程，之后陸續有國產(chǎn)的粒度儀投放市場(chǎng)。經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，目前粒度儀器的生產(chǎn)廠(chǎng)家有十余家，2002年產(chǎn)銷(xiāo)量預計達500臺套以上，國產(chǎn)粒度儀的市場(chǎng)占有率在80%以上。不僅結束了80年代以前粒度儀器幾乎全部依賴(lài)進(jìn)口的歷史，還有一定量的出口。國產(chǎn)粒度儀的主要性能指標達到了國外90年代初中期水平。
國內主要粒度儀生產(chǎn)廠(chǎng)家及代表儀器有：
序號廠(chǎng)家名稱(chēng)代表儀器
1 丹東市百特儀器有限公司 BT-9300激光粒度儀BT-1500離心沉降粒度儀BT-2000掃描沉降式粒度儀BT-3000圓盤(pán)超細粒度儀
2 濟南微納儀器公司 JL9300激光粒度儀Winner2000激光粒度儀Winner99圖像儀
3 南京化工大學(xué) 便攜式沉降粒度儀
4 珠海歐美克儀器有限公司 LS800激光粒度儀LS-POPⅢ激光粒度儀電阻法粒度儀圖像法粒度儀
5 四川精新儀器有限公司 JL-1155激光粒度儀JL-1166激光粒度儀LX-2000圖像粒度儀
6 南京地理與湖泊研究所 全自動(dòng)振篩機
7 天津大學(xué) 激光滴譜儀（測液體霧滴）
8 上海理工大學(xué) 激光粒度儀
國外部分粒度儀器生產(chǎn)廠(chǎng)家及儀器：
序號廠(chǎng)家名稱(chēng)儀器型號
1 英國馬爾文公司 Mastersizer2000等系列激光儀（測試范圍0.02-2000um）動(dòng)態(tài)光散射粒度儀(測試范圍3-3000ns)
2 美國貝克曼庫爾特公司 LS100等系列激光粒度儀（測試范圍0.04-2000um）動(dòng)態(tài)光散射粒度儀(測試范圍3-3000ns)庫爾特計數器等
3 美國麥克公司 X光沉降粒度儀（如SediGraph5100型等）
4 美國布魯克海文公司 圓盤(pán)沉降粒度儀等（測試下限達0.01um）
5 德國飛馳公司 激光粒度儀等（干法、濕法）
6 日本島津公司 激光粒度儀、離心沉降儀等
7 日本掘場(chǎng)公司 激光粒度儀、離心沉降儀等
8 日本清新公司 激光儀、離心沉降儀等
9 法國激光公司 激光粒度儀等
與國外先進(jìn)粒度儀相比，國產(chǎn)儀器還存在測試范圍偏小，制造工藝水平較低，自動(dòng)化智能化水平不高，納米粒度儀和在線(xiàn)等專(zhuān)用粒度儀還是空白等不足。
當前，我國粉體工業(yè)正處在蓬勃發(fā)展的時(shí)期，對粒度測試儀器的需求急劇增長(cháng)。而且中國已經(jīng)加入了WTO，國外的市場(chǎng)也正在逐步打開(kāi)。我國改革開(kāi)放20年來(lái)，顆粒測試技術(shù)從無(wú)到有，已經(jīng)取得了長(cháng)足的進(jìn)步，證明我們具備更大的發(fā)展基礎和潛力。只要在技術(shù)方面不斷有所突破，有所創(chuàng )新，加上我們有相對低廉的價(jià)格，我們完全有條件成為粒度儀器的制造大國和強國。不僅可以滿(mǎn)足國內的需要，還可以大量出口。那么，我們應該從那些方面進(jìn)行改進(jìn)呢？我認為要做好以下幾個(gè)方面的工作：
1.盡快培養一大批粒度測試方面的專(zhuān)業(yè)人才。
2.加強基礎研究，包括基礎理論研究和應用方面研究。
3.密切關(guān)注國外的技術(shù)發(fā)展動(dòng)向，積極利用國外的的最新研究成果。
4.建立各種粒度儀的國家標準和配套的標準樣品。
5.充分利用其他領(lǐng)域的新技術(shù)、新工藝提高粒度測試儀器的整體水平。 全息投影相關(guān)文章:全息投影原理
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