第一章 ls230激光粒度仪(实验)

性能差异主要表现在
1、探测器数量与排布方式 2、激光种类与对焦方式 3、小颗粒检测方法 4、亚微米颗粒测量技术 5、样品台--进样系统的进样好坏与操 作区别
1、探测器数量影响
拥有的真实解析通道多
0
拥有的真实解析通道少
0

什么是解析通道
体积%
小于累积 100% 80% 60% 40% 20% 0
库尔特多波长偏振光强度差分析法
起偏器可产生 三种波长的、 分别为水平、 垂直方向的共 六种偏振光 光源 起偏器
FILTER W HEEL
六个大角度探测器
DETECTO RS
SAM PLE CELL
BEAM M NITO O R
理论依据
百度文库
--为什么采用多波长？
--为什么采用偏振光强度差？



粒径大小在入射光波长10%~60%范围内的颗 粒，对入射光产生较强散射光，因此采用 多种波长的光逐段进行分析库尔特可有效 去除其它颗粒的干扰光 颗粒越小，其对水平和垂直两种方向的偏 振光散射光强度差异越大，反之亦然，所 以偏振光强度差信号使分辨率获得提高 因此，6个角度检测器所获信号的纯度和信
FP
TR MR Power Control for laser
Red laser source = 633nm Red light Path Reverse Fourier l ens 550mm Bl ue li ght Path Beam dump for blue light source (Obs curat ion 2) Beam dump for red l aser (Obs curat ion 1)
2、颗粒在大角度区域散射光强度差异，解析 0.1um以下颗粒粒度
衍射理论在解析亚微米范围内（1um以下）颗粒粒 度时受到限制，原因是：
衍射理论被限制的原因
光 强 0.1um 0.2um 0.3um 0.4um
衍射理论 适用区域
0
在小角度范围（衍射理论适用区域） 内亚微米颗粒散射光强随角度变化的 差异很小，即衍射光斑在此范围内分 布基本相同，所以，衍射理论只能根 据它们在这一范围的相同光强将全部 亚微米颗粒作为一个粒度组份给出含 量，无法将之细分，
Back Scatt ering Det ectors 120o 60o 45o 30o 9 Si de scatteri ng detectors
光路图对比
DETECTO RS
135
o
BS 2
plane
BS 1
LA 2
LA 1 FA
7o
32 elem ent logarit hmicall y spaced det ector array for small angles Diode
特点
•工作台 •28个自动旋转式样品管插槽 •2个分散剂插槽 •塑料样品管，可自动被清洗、取出 •工作能力 •自动向样品管中加入分散介质 •自动向样品管中加分散剂 •自动向样品台的样品池中加样 •自动对样品进行超声处理 •条码识别样品，也可通过旋转插槽识别样品
5、进样系统-(3) 微量样品台
LS微量样品台，适合各种介质和有机溶剂及少的样品量
• 激光粒度仪--LS系列
• 纳米颗粒粒度仪--N4PLUS

颗粒比表面及孔隙分析仪
• 生产应用型---SA3100 • 研究应用型---OMNISORP系列

Zeta电位分析仪
业务特点及售后服务

产品优势---四十余年颗粒分析经验，领 先技术 直销优势---不通过代理公司，直接销售 维修工程师---专一产品维修，长期稳定 维修件供应---国内设有保税仓库，保障



激光粒度仪特点
一次性分析粒径范围宽
速度快、重现性好
样品适用范围广，配有各种样品
台
适于分析的样品
各类粉体颗粒---金属、非金
属及复合材料
悬浊液中颗粒物---包括透明
或不透明的软、硬性颗粒
激光粒度仪分析原理
颗粒对入射激光产生散射光， 利用检测器探测散射光强度， 计算颗粒粒度分布
2、激光种类及对焦方式
一般粒度仪采取在同心圆上用三枚等距检测器辅助对焦方式，由于光源不 均匀带来偏差可能性较大，库尔特采取32枚参与对焦，大大降低了误差可 能性
当激光均匀时
。
当激光不均匀时
•对500um颗粒，偏差0.01 ，粒径漂移约10% •750nm固体激光器，工作寿命达7万小时
3、小颗粒检测方法
颗粒的光散射现象
黑暗中手电筒的光束，在各个角度可以被看到， 是因为空气中颗粒对光在各个角度产生散射
散射光的两个区域
小角度强散射区域，又称喇叭体衍射区域，可用衍射理论 处理 大角度弱散射区域，遵循散射规律
衍射理论的应用
第一级暗斑



颗粒径d=1.22/Sin
颗粒大小决定了角度， 根据此角度可计算颗粒直径
不同颗粒的区别
大 颗 粒 小 颗 粒

0

角度
0

激光粒度仪光路图 大角度检测器
小角度检测器
检测器光强图---由各组份颗粒叠 加的光强图
不同的光强图反映各自粒度分布
体积%

0

粒径
体积%

0

粒径
小结
以上是激光粒度仪粒度分析的原理，在 此原理基础上各厂家开发的激光粒度仪 ---或由于瞄准不同的客户市场 ---或由于技术开发的原因 而采用不同的成本与技术投入，使得各 品牌粒度仪性能参差不齐
傅立叶透镜--双镜头专利（单次测量问题的解决）
库尔特双透镜专利技术
不能使相同小颗粒 的光线落在相同角 度的探测器上
库尔特技术
其它技术
透镜的作用--使粒径相同的颗粒产生的平行散射光聚焦于 同一角度位置上的探测器，达到准确测量的目的 双透镜使信号采集保持一致性，降低系统了误差
4、亚微米颗粒测量技术
激光粒度仪应用 1、衍射理论处理颗粒在小角度区域内的散射 光，解析0.1um以上颗粒粒度
用混合标准颗粒验证
探测器多的激光粒度仪
探测器少的激光粒度仪
库尔特激光粒度仪132枚探测器
探测器排列方式
扇形排布 直线形排布
库尔特十字形排布
优点：
当激光对焦发生上下左右任何一个方向偏离时，将造成检测角度在一个方向 偏大，另一个方向偏小，十字星排布方式使整体偏差抵消，不至于出现其它 排列方式造成所测数据整体偏大或偏小
5、进样系统-(4) 危险品样品台
LS危险品样品台，适合易燃爆介质
5、进样系统-(5) 干粉样品台
LS干粉样品台，以负压空气为介质分散
偏振光技术与其它技术对比
对Duke公司三组 份亚微米标准颗 粒混合样品分析 结果 83nm 204nm 503nm
库尔特PIDS技术测量结果
其它技术测量的结果
MASTERSIZER 2000:
0.02 um - 2,000um (liquid handling system)
Wide Angle Forward Scatteri ng Det ectors
0
粒度报告给出各粒径颗粒拥有的数量/体积%含量，这里的 粒径是某一粒度范围的平均值，这个粒度范围既是一个粒 径通道
实测通道、虚拟通道及对粒度报告的影响
检测器多的粒度仪，实测通 道多，各通道粒度窄，不用 说通过合成多个虚拟通道来 提高解析度，结果接近实际 检测器少的粒度仪，实测通 道少，各通道粒度宽，只能 通过合成多个虚拟通道来提 高解析度，但结果是： 粒度报告失真，趋近正 态分布
第二篇
仪器分析
第一章 LS230激光粒度仪
贝克曼库尔特公司简介
1954年由库尔特本人创立 1997年与贝克曼公司合并,
新公司为贝克
曼库尔特公司 全球最大的颗粒分析仪器制造商, 专业从 事颗粒分析仪器的研究、开发、生产。
库尔特颗粒分析仪器简介


颗粒计数器--Z系列 颗粒粒度分析仪
• 库尔特原理粒度仪--MS3、Z2
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角度
亚微米颗粒散射光特点
ISO13320标准规定激光衍射技术分辩颗粒的下限为0.1um 但在大的角度区域，它们差异逐渐明显，因此，细分亚 微米颗粒粒度，要在大的角度上分析，而在此角度范围 衍射理论已不适用
一般的大角度散射分析技术
采用单波长，配 合大角度探测器 的分析技术
需要改进的问题 •在大角度进行检测虽可获得亚微米颗粒的更多信号， •但由于采用单色光，其信号差异较小，分辨率低。
Bl ue li ght source = 466nm
Sampl e Cell
SAM PLE CELL
BEAM M NITO O R
FILTER W HEEL
贝克曼库尔特激光粒度仪
LS230型: 0.04-2000um 132枚检测器，
116个解析通道
LS200型:
0.4-2000 um
126枚检测器， 92个解析通道 LS100Q型: 0.4-1000um 126枚检测器， 72个解析通道
5、进样系统-(1) 通用样品台
库尔特全自动样品台
LS通用样品台，适合各种介质和有机溶剂PH3-11
5、进样系统-(2) 标准样品台
库尔特全自动标准样品台
LS标准样品台，适合各种介质和普通有机溶剂
自动工作站


适于批量样品分析用户，省时、省力，真正实现全自动 分析 减少了样品制备过程中人为的误差因素