Analisador de partículas a laser

Analisador de partículas a laser

Os métodos anteriores de análise de tamanho de partícula geralmente utilizam métodos de triagem ou sedimentação. Os métodos de sedimentação comumente usados ​​apresentam desvantagens como velocidade lenta de detecção (especialmente para partículas pequenas), má repetibilidade, grandes erros para partículas não esféricas, inadequação para misturas de materiais (ou seja, as partículas devem ser consistentes para serem mais preparadas) e faixa dinâmica estreita. Com a invenção da derivação a laser, a medição do tamanho de partícula* superou as desvantagens do método de sedimentação, reduzindo significativamente a intensidade de trabalho e acelerando a velocidade de detecção de amostras (de meia hora para 1 minuto).

A difração laser mede o tamanho das partículas com base no fato de que as partículas pequenas têm um grande ângulo de dispersão para a ativação e as partículas grandes têm um pequeno ângulo de dispersão para o laser. O tamanho do material pode ser convertido pela medição do tamanho do ângulo de dispersão. Suas concepções ópticas são baseadas no conceito de Mitchell e na teoria de Fraunhof. Neste caso, a teoria de Verho é uma aproximação da teoria de Metodo das partículas grandes, omitindo subconjuntos fictícios da teoria de Metodo e assumindo que as partículas são opacas; E ignorar o sistema de dispersão de luz e o sistema de absorção, isto é, definir todos os parâmetros de dispersão e dispersão para 1, portanto, o processamento matemático é muito mais simples e o erro é muito maior para matérias coloridas e partículas pequenas. Da mesma forma, um conceito aproximado de Meechell não se aplica a emulsões.

Além disso, de acordo com a lei da dispersão de Riley, a intensidade da luz dispersa é proporcional à sexta quadrada do diâmetro da partícula e inversamente proporcional à quarta quadrada do comprimento de onda da fonte de luz dispersa, o que significa que o diâmetro da partícula diminui 10 vezes e a intensidade da luz dispersa diminui 1 milhão de vezes! Quanto menor o comprimento de onda da fonte de luz, maior a intensidade da luz dispersa.

Além disso, devido ao grande ângulo de dispersão de partículas pequenas, e a área do detector principal é limitada, geralmente só pode aceitar luz de dispersão de mais de 45 graus (ou seja, materiais maiores que 0,5 mícrons). Então, como detectar partículas pequenas, como superar a baixa energia de dispersão de luz de partículas pequenas, além do alcance do detector principal, torna-se a chave para avaliar a tecnologia de análise a laser.

Portanto, para julgar as vantagens e desvantagens do analisador de tamanho de partículas a laser, veja principalmente os seguintes aspectos:

1. escala de medição de tamanho de partícula: ampla gama de tamanho de partícula, ampla aplicação adequada. Veja não apenas o alcance relatado pelo instrumento, mas como a dispersão de partículas pequenas (<0,5 μm) além da área principal de detecção é detectada.

O caminho é a detecção direta de toda a gama, de modo a garantir a consistência da dedução do fundo. Um teste misturado de diferentes métodos, e depois sintetizado em um gráfico por computador, certamente traz erros.

Fonte de luz do laser: geralmente o laser de 2mW é escolhido, a energia da luz dispersa é baixa quando a potência é muito pequena, causando baixa sensibilidade; Além disso, o comprimento de onda da fonte de luz de gás é curto e a estabilidade perturba a fonte de luz sólida.

Detector: porque quanto maior o raio do anel de difração do laser, mais fraca a intensidade da luz, muito fácil causar a redução da relação de letra / ruído de partículas pequenas e vazamento de parafusos, então a detecção da distribuição de partículas pequenas pode refletir o bom ou mau do instrumento. O desenvolvimento do detector passou por várias fases circulares, semicirculares e setoriais.

3.1 Detectores de geração da empresa britânica Malvin

Adotando um sistema de detecção setorial tridimensional não uniformemente entrecruzado, a resolução real é alta, nenhuma zona cega de sinal, equivalente a 175 alinhamentos em forma de anel ou cruz, 93 alinhamentos em forma de semicírculo, para que o ângulo de detecção direta chegue a 135 graus.

3.2 Número de canais

Ao contrário do conceito de canal existente no contador no analisador de partículas a laser, ele é realmente para detectar o número de áreas expostas à luz, tem uma filosofia e um valor real de * validade: pouca: luz dispersa aceita é insuficiente, má precisão: muito: sensibilidade muito alta, resultando em má reprodutividade.

Para compensar os defeitos da velocidade de amostragem, alguns fabricantes usam mais canais para perder atenção e alcançar os requisitos de sensibilidade, portanto, esse tempo de medição é de 20 segundos ou mais de 1 minuto.

O analisador de partículas laser Mastercizer 2000 da geração da Malvin Instruments UK, com amostragem de 1.000 vezes por segundo e tempo de medição de apenas 2 segundos (média de 2.000 resultados), otimiza a precisão e a repetibilidade.

Se usar * a filosofia de Mitchell: porque a filosofia de dispersão Mitchell é muito complexa e o processamento de dados é grande, alguns fabricantes ignoram as propriedades ópticas da própria partícula, como a refração e a absorção, adotando uma teoria de Mitchell aproximada, causando um escopo de aplicação limitado, aumento da probabilidade de vazamento e outros problemas.

Precisão e repetição: quanto maior, melhor. Detecção de partículas padrão NIST.

Estabilidade: a estabilidade do instrumento inclui a estabilidade do caminho óptico e a estabilidade do sistema descentralizado e o impacto do ambiente circundante. Em geral, a escolha de laser a gás, o uso de plataformas ópticas, contribui para a estabilidade do caminho óptico. Os componentes de aquecimento internos, como a lâmpada de tungstênio de 50 watts, afetarão o ambiente ao redor da via óptica.

Os indicadores de estabilidade não estão nas instruções do fabricante do instrumento, o usuário só pode julgar por julgamento sobre o casamento do instrumento e visita ou pergunta a outros usuários de uso prolongado.

Velocidade de varredura: a velocidade de toque melhora a precisão, repetibilidade e estabilidade dos dados.

A velocidade de varredura de instrumentos de diferentes fabricantes varia de 1 a 1.000 vezes por segundo. Em geral, quanto maior o número de testes de varredura de ciclo, melhor a precisão do resultado médio, portanto, quanto maior a velocidade, melhor; O método de seco por injeção e spray exigem maior velocidade quanto melhor; O método de secagem de pouso livre não é rápido, mas como as partículas passam pela amostra apenas uma vez, a velocidade também é um pouco mais rápida.

A quantidade de amostras que o usuário precisa processar diariamente também é um fator que leva em consideração a velocidade.

8. pode ser automaticamente alinhado, sem necessidade de trocar a lente, pode ser corrigido automaticamente

A facilidade de uso e manutenção: sobre isso, muitas vezes é negligenciado antes da compra e, na verdade, determina diretamente a eficiência e a vida útil do instrumento. A abordagem de compreensão é um reflexo sobre o casamento do instrumento e outros usuários existentes.

Conveniência de desmontagem e limpeza: o medidor de partículas divide o anfitrião e o dispersor em duas partes. A piscina de fluxo de amostra sempre precisa ser limpa regularmente, o intervalo de limpeza depende da natureza da amostra. Os instrumentos que combinam o anfitrião e o dispersor em um, muitas vezes colocam a amostra no fundo do instrumento, tornando a remoção e a desmontagem complicadas e extremamente propensas a corromper o sistema de vias ópticas.

Conformidade: A norma ISO 13320 é um requisito básico para o analisador de tamanho de partículas a laser. Mas nem todos os fabricantes cumprem essa norma. No processo de medição da distribuição de partículas submicrônicas, o uso de métodos de difração não laser não é compatível com a norma ISO 13320.

11. Distribuidores

11.1 Lei húmeda

Se tem funções de dispersão física como ultra-som e agitação, a potência de ultra-som e a velocidade de agitação são ajustáveis ​​continuamente, é a chave para garantir a repetitividade dos resultados da análise.

11.2 Formação seca

É uma medição fechada e as amostras são facilmente dispersas? Se não, escolheu um dispersor de injeção? Um fluxo de ar de impacto de 300 m/s é uma premissa para garantir que a amostra seja totalmente dispersa e obtenha resultados reais da análise.