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用激光粒度儀測量D0和D100的討論

2022-04-07 11:15:35

      D0表示粉體粒度的小粒徑,D100表示粉體粒度的大粒徑,這兩個值是粉體粒度的兩端極限邊界值——極值。對粉體粒度分布規律來看,極值顆粒是很少的,可能只有幾個甚至1個。那么激光粒度儀能不能測量測粉體粒度的極值呢?答案是否定的,一是取樣代表性上受到限制,二是激光粒度測量原理上不可行。



      首先從取樣代表性來看,激光粒度儀測量粒度的樣品量一般在30~500毫克之間,而生產的粉體產品是以噸來計量的,兩者相差的數量級為106~107,取樣概率在百萬分之一到千萬分之一之間,這樣低的概率,能取到小或大顆粒的概率更是微乎其微,取樣的可能性都如此之低,測到就更不現實了。那么為什么有的激光粒度儀能測D0和D100呢?其實是用能測到(算出)的D0和D100值,這就好像是把一個公司矮和高者說成是全國矮和高者的道理一樣,是不準確的。



      其次從激光粒度儀測量過程和原理來分析測D0和D100,也是測不準的。如下圖樣品,在光斑直徑15mm,測試窗厚度3.5mm,遮光率10.41%的條件下,經測算測量區的顆粒數量為7.78×106個,在這么多顆粒群中,D0和D100數量太少,對散射光能貢獻率可忽略,把它們找出來是幾乎不可能的。


      通過下圖我們還能看到,在原始光能分布中,分別加入1個、10個和100個200微米顆粒,然后比較光能分布圖,可以看出,在增加1個和10個顆粒,光能分布圖基本不變,增加100個顆粒光能分布圖才有微小變化,而且這些微小的光能變化可能比系統的噪聲還低,被系統的噪聲淹沒掉。



      此外,從反演算法的靈敏度及計算誤差導致D0和D100測不準。激光粒度儀是通過光散射信號結合Mie散射理論計算粒度分布信息。在這個環節中由于各種系統誤差都會導致D0和D100的波動,而且通常在反演算法中都有對數據的平滑處理,也會使D0和D100測不準。反演算法得到的D0和D100可能較真實的或大或小都有可能。




      在激光粒度儀中不能準確的測出粉體顆粒的D0和D100,取樣是關鍵原因。計算是重要原因。就好像在浩瀚的宇宙中尋找一顆星辰,在茫茫戈壁中尋找一粒沙子,用常規的方法是無法實現的。


      終上所述,在激光粒度儀中測出的D0或D100不具有真實意義,也不具有比較意義。一般用D3和D97來代表粉體的粒度極值。

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