激光粒度儀測試數(shù)據(jù)的漂移機理

激光粒度儀是一種應(yīng)用*為廣泛的粒度檢測設(shè)備。它的測試原理是依據(jù)光的散射現(xiàn)象：光在行進過程中遇到顆粒時，將有一部分偏離原來的傳播方向，這種現(xiàn)象稱為光的散射或者衍射。顆粒尺寸越小，散射角越大;顆粒尺寸越大，散射角越小。激光粒度儀就是根據(jù)光的散射現(xiàn)象測量顆粒大小的(參考下圖)。

激光粒度儀的主要部件構(gòu)成圖如下所示：

激光粒度儀的主要優(yōu)點是量程大、測試重復(fù)性好、操作便捷。但是作為一種光學(xué)儀器，日常的測試操作和維護保養(yǎng)依然細心應(yīng)對，否則會影響測試結(jié)果的可靠性。

　　大家對激光粒度儀工作原理和結(jié)構(gòu)有了一個初步的了解后，會更容易理解我們接下來的正題。下面我們將介紹一些會導(dǎo)致激光粒度儀數(shù)據(jù)漂移的常見問題：

　　1、鏡頭和測試窗口玻璃污染

　　光學(xué)儀器的鏡頭污染是常見故障。激光粒度儀作為粉體檢測設(shè)備，常常會面對多塵環(huán)境，測試窗口鏡片則是會直接接觸粉體樣品的光學(xué)器件。**透鏡或者準(zhǔn)直透鏡等光學(xué)鏡片受到使用環(huán)境中的浮塵污染或者發(fā)生霉菌污染，會使純凈的測量光束產(chǎn)生雜散光。這些雜散光會混入樣品的散射光中干擾測試;測量窗口鏡片上的污染物則會直接產(chǎn)生較強的散射光。因此，光學(xué)鏡片污染是激光粒度儀測試結(jié)果漂移的首要元兇。應(yīng)對辦法主要是盡量讓儀器處于干燥無塵的工作環(huán)境。經(jīng)常按照操作規(guī)程清洗鏡片，保證光學(xué)鏡片的清潔。

　　2、激光光路偏移

　　激光器是會發(fā)熱的器件，工作周期內(nèi)，它們會周而復(fù)始的發(fā)熱-降溫-發(fā)熱。任何物體都會有熱脹冷縮現(xiàn)象，幾何尺寸會隨溫度變化而變化。而激光粒度儀光路裝配精度要求非常高，隨著儀器使用周期延長，光路幾乎不可避免的會出現(xiàn)偏移現(xiàn)象。光路偏移，會導(dǎo)致測量光束光能衰減、探測器排布角度發(fā)生漂移，從而導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)漂移。應(yīng)對這個問題主要靠儀器制造商從儀器設(shè)計上盡量減少出現(xiàn)光路偏移的可能性，同時定期校準(zhǔn)光路也是非常重要的辦法。

　　3、進樣系統(tǒng)的循環(huán)、分散效能波動

　　這個環(huán)節(jié)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)漂移比較隱蔽，所以容易被忽視。樣品循環(huán)系統(tǒng)使用的介質(zhì)特性、介質(zhì)流速(干法儀器而言則是氣壓和氣流量)、超聲分散設(shè)備的工況、水泵轉(zhuǎn)速這幾個要點會明顯影響測試數(shù)據(jù)，需要細心關(guān)注。應(yīng)對這些問題的主要辦法或者方法如下：

　　A、關(guān)注測試用水的質(zhì)量，特別是那些以自來水為介質(zhì)的用戶。

　　B、干法儀器用戶則需定期檢查和維護保養(yǎng)空壓機，空氣過濾裝置，收塵裝置。保證分散樣品的高壓空氣質(zhì)量。

　　C、關(guān)注超聲分散設(shè)備功率輸出是否正常。

　　D、觀察進樣器的運轉(zhuǎn)情況，發(fā)現(xiàn)有轉(zhuǎn)速波動情況，及時維護。

　　4、光電探測器及其放大電路參數(shù)漂移

　　這類問題應(yīng)該屬于儀器制造質(zhì)量水平問題，一般來說任何電子電路和光電探測器都有工況漂移問題，差別只是漂移量不同。這類問題通常儀器用戶自己是無法解決的，需要儀器制造商對儀器進行專門的電路工況系數(shù)校準(zhǔn)。某些高水平的儀器，能夠自行校準(zhǔn)自身電路工況漂移。

　　5、測量參數(shù)、測量條件變動

　　分析模型、樣品測量參數(shù)、測試環(huán)境(例如濕度、測試介質(zhì)溫度等)都有可能影響測試數(shù)據(jù)。我們首先要保證測試的分析模型、樣品測量參數(shù)(特別是樣品折射率)選擇正確。測試環(huán)境的影響，視不同樣品和儀器工作環(huán)境不同，影響也差別很大，很難簡單舉例說明。需要具體情況具體分析。

　　6、其它類特殊情況影響

　　A、鏡片結(jié)霧問題。這個問題通常發(fā)生在春季潮濕季節(jié)或者是使用地下水做測試的用戶。測量窗口鏡片溫度遠低于室溫時，很容易結(jié)霧。這個是固有的物理現(xiàn)象，只能是提高測試介質(zhì)溫度來解決。

　　B、激光器老化，導(dǎo)致光能波動大。這種情況需要更換激光器。

　　C、分散劑過期失效，這個問題比較隱蔽，但是也偶有遇到。應(yīng)對辦法當(dāng)然是關(guān)注分散劑保存環(huán)境及其保質(zhì)期限。

　　上述內(nèi)容應(yīng)該說是涵蓋了大部分能夠?qū)е录す饬６葍x數(shù)據(jù)漂移的問題(不包括儀器功能性故障類問題)，希望能給所有的激光粒度儀用戶提供一點幫助。影響測試的細節(jié)很多，有不足之處也請大家海涵，歡迎多多指教。