篩分法和激光散射法粒徑測量的差異分析

1、篩分法原理及優(yōu)缺點(diǎn)

 

原理：

 

篩分法是顆粒粒徑測量中zui為通用也zui為直觀(guān)的方法。 篩分的實(shí)現非常簡(jiǎn)單: 根據不同的需要， 選擇一系列不同篩孔直徑的標準篩， 按照孔徑從小到大依次摞起。然后固定在振篩機上，選擇適當的模式及時(shí)長(cháng)，自動(dòng)振動(dòng)即可實(shí)現篩分; 篩分完成后，通過(guò)稱(chēng)重的方式記錄下每層標準篩中得到的顆粒質(zhì)量，并由此求得以質(zhì)量分數表示的顆粒粒度分布。

 

優(yōu)點(diǎn)：

 

篩分法的優(yōu)點(diǎn)是原理簡(jiǎn)單、直觀(guān)，操作方便，易于實(shí)現，這也是其獲得廣泛應用的重要原因。

 

缺點(diǎn)：

 

篩分法因為粒徑段的劃分受限于篩層數， 所以對粒徑分布的測量略顯粗糙，在一定程度上影響了結果的精度。另外，篩分的過(guò)程中因為振動(dòng)強烈， 一些顆粒種類(lèi)可能極易破損，從而破壞了粒徑分布，影響了測量結果。某些顆粒相互吸附的作用較強， 在篩分中經(jīng)常出現聚合成團的現象，這也影響了篩分結果的性。

 

2、激光散射法原理及優(yōu)缺點(diǎn)

 

原理：

 

隨著(zhù)工業(yè)中對粒度分布測量精度要求的提高， 激光粒度儀的應用也日益廣泛。激光粒度儀測量方法的理論依據是Fraunhofer 衍射理論和米氏光散射理論。 光照射顆粒時(shí)， 衍射和散射的情況跟光的波長(cháng)及顆粒的大小有關(guān)， 顆粒大時(shí)，激光散射角度小，顆粒小時(shí)，激光散射角度大。激光束發(fā)生衍射和散射， 從而產(chǎn)生光強的空間分布變化， 光信號被光電探測器器接收并轉化為電信號，進(jìn)而經(jīng)過(guò)復雜的程序計算得出顆粒粒徑分布。

 

優(yōu)點(diǎn)：

 

激光粒度儀測量方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：測量粒徑范圍大、分辨率高、檢測速度快、重復性好。整個(gè)操作過(guò)程一般都可以 在 3-5 分鐘之內完成。輸出結果是連續的粒徑分布數據，各種數據非常詳盡。

 

缺點(diǎn)：

 

激光粒度儀需要知道粉體樣品的折射率、吸收率等物性參數。但對于科研以及生產(chǎn)實(shí)際過(guò)程中，獲得粉體樣品的折射率等參數并不容易，很多粉體樣品還是混合物，這個(gè)問(wèn)題影響粒度測量結果的可靠性。另外，不規則顆粒的截面積平均起來(lái)要大于相同體積的球體。因而激光粒度儀測定的不規則顆粒的直徑比相同體積的球形顆粒要大。

 

3、兩種測量方法差異原因淺析

 

現實(shí)應用中篩分法和激光散射法測量結果常常存在巨大差異，這個(gè)問(wèn)題源自?xún)煞N測量手段原理的不同。

 

在篩分法的操作中，顆粒能否地區分在預定的粒徑段內，受到多方面因素的影響，如：

 

顆粒水分含量、荷電狀況等。對于較細的顆粒， 樣品中水分的存在極易造成顆粒的團聚，從而導致小粒徑顆粒留在大網(wǎng)格篩子，造成結果的偏差; 

 

顆粒如果在摩擦中 產(chǎn)生荷電，也會(huì )造成凝聚成團的情況，影響結果的性; 如果使用不當，網(wǎng)格大小很容易 被改變，由此造成的測量偏差是顯而易見(jiàn)的; 

 

篩網(wǎng)的清潔程度同樣不可忽視。一些極細并且易于吸附的顆粒很容易粘連在篩網(wǎng)上，使得篩網(wǎng)的有效孔徑小于標稱(chēng)值，從而造成測量偏差。對于微細的顆粒，比如20μm以下，因其本身質(zhì)量較小，下落通過(guò)篩網(wǎng)的力量不足; 

 

微細顆粒因潮濕或荷電產(chǎn)生的聚團現象更加嚴重，更加造成預期的顆粒不能通過(guò)篩網(wǎng)。篩網(wǎng)和顆粒這兩種因素的綜合作用 ，使得篩分法對于小顆粒的區分能力大大降低， 篩分的結果也往往并不可靠。

 

差異解說(shuō)：

激光散射方和篩分法對測量顆粒粒徑的等效原理不同。激光散射法受顆粒形貌影響較大，在顆粒球形度較差時(shí)，兩種測量手段不具有可比性。激光粒度儀需獲得粉體樣品的折射率等參數，這個(gè)缺點(diǎn)也制約著(zhù)它提高測量精度和性。

 

篩分法對微細顆粒的區分能力較差，但用于大顆粒時(shí)較為，且篩分結果意義明確，具有很好的實(shí)際指導意義。

 

激光粒度儀測量原理和分散效果較好的進(jìn)樣方式?jīng)Q定了它在測量超細粉體（特別是10微米以下顆粒）時(shí)具有明顯優(yōu)勢。