隨著科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步和發(fā)展，在國民經(jīng)濟(jì)的許多部門，如能源、動力、機(jī)械、醫(yī)藥、化工、輕工、冶金、建材等行業(yè)中都出現(xiàn)了越來越多的細(xì)微顆粒密切相關(guān)的技術(shù)問題有待解決，顆粒粒徑大小的測量是其中基本也是重要的一個方面。許多情況下，顆粒粒徑大小不僅直接影響到產(chǎn)品的性能與質(zhì)量，而且對工藝過程的優(yōu)化、能源消耗的降低、環(huán)境污染的減少等都有重大的關(guān)聯(lián)。 近年來，與高新技術(shù)、國防工業(yè)、軍事科學(xué)等密切相關(guān)的各種新型顆粒材料，特別是超細(xì)納米顆粒的問世和利用，給顆粒粒徑的測量提出了新的和更高的要求，不但要求快速、自動化數(shù)據(jù)處理、而且也要求提供可靠的更豐富的數(shù)據(jù)和更有用的信息，以滿足科研領(lǐng)域和工業(yè)質(zhì)量控制方面應(yīng)用的需要。CLPA 系列激光粒度分析儀正是為了滿足用戶上述新要求精心研制開發(fā)的新一代激光粒度分析儀。該儀器集先進(jìn)激光技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、光電技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，綜合了光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)于一體，以光散射理論為基礎(chǔ)的顆粒粒徑測量技術(shù)突出的優(yōu)點(diǎn)逐步取代了一些傳統(tǒng)的常規(guī)測量方法，必將成為一代新穎的顆粒粒徑測量儀器。并且在科研領(lǐng)域和工業(yè)質(zhì)量控制的粒度分布分析中發(fā)揮著越來越大的作用。

CLPA 系列激光粒度分析儀的高品質(zhì)和所測樣品的廣泛性使得它在實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)研究和工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量控制等諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。例如：材料、化工、制藥、精細(xì)陶瓷、建材、石油、電力、冶金、食品、化妝品、高分子、油漆、涂料、碳黑、高嶺土、氧化物、碳酸鹽、金屬粉末、耐火材料、添加劑等以顆粒物作為生產(chǎn)原材料、產(chǎn)品、中間體等。

技術(shù)特點(diǎn)

1.優(yōu)良的半導(dǎo)體制冷恒溫激光器做光源，波長短、體積小、工作穩(wěn)定、壽命長；

2.優(yōu)良設(shè)計(jì)大直徑光靶，保證測量范圍大，0.1 微米-400 微米全測量范圍內(nèi)不需要更換鏡頭或移動樣品池；

3.集多年研究之成果，米氏理論的應(yīng)用；4.優(yōu)良反演算法，保證顆粒測量的準(zhǔn)確；

5.USB 接口，儀器與計(jì)算機(jī)分離，可配任意具有USB 接口之計(jì)算機(jī)；臺式、筆記本、移動PC 均可；

6.測量時循環(huán)樣品池或固定樣品池可選，兩者可根據(jù)需要換用；

7.循環(huán)系統(tǒng)與儀器一體化，樣品池內(nèi)置超聲分散裝置，可有效分散團(tuán)聚顆粒；

8.樣品測量可自動化，除添加樣品外，只要連接好蒸餾水進(jìn)水管和排水管，進(jìn)水、測量、排水、清洗，啟動超聲分散裝置等操作可自動進(jìn)行，同時也提供手動測量菜單；

9.軟件個性化，提供測量向?qū)У缺姸喙δ?，方便用戶操作?SPAN lang=EN-US>

10..測量結(jié)果輸出數(shù)據(jù)豐富，保存在數(shù)據(jù)庫中，能用任意參數(shù)，如操作者姓名，樣品名，日期，時間等進(jìn)行調(diào)用分析，與其他軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；

11.儀器造型美觀，體積小重量輕；

12.測量精度高，重復(fù)性好，測量時間短；

13.軟件提供眾多物質(zhì)折射率供用戶選擇，滿足用戶查找被測顆粒折射率要求；

14.考慮到測試結(jié)果的保密要求，只有授權(quán)操作者才能進(jìn)入相應(yīng)數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)和處理；

技術(shù)參數(shù)

測量原理：Mie 散射理論

測量范圍：0.1-400 微米（單量程）

測量分析時間：正常條件下小于1 分鐘（從開始測量到顯示分析結(jié)果）。

重現(xiàn)性：＜1%（標(biāo)樣D50 偏差）

測量精度：＜1%（標(biāo)樣D50 偏差）（國家標(biāo)準(zhǔn)顆粒檢驗(yàn)）。

數(shù)據(jù)輸出：體積、數(shù)量微分分布和累積分布表和圖表；多種統(tǒng)計(jì)

平均直徑；操作者姓名、單位、樣品名；選用折射率，測量時間等相關(guān)信息。

光源：半導(dǎo)體制冷恒溫激光光源，波長635nm。

檢測器：定制硅光電二極管。

通訊接口：USB 接口。

樣品池：固定樣品池和循環(huán)樣品池。

電源：AC 180V-240V . 50Hz . 20W.

外形尺寸：650*350*420.

重量：30kg.

工作條件

室內(nèi)溫度：15℃-35℃

相對溫度：不大于85%（無冷凝）

建議用交流穩(wěn)壓電源1KV，無強(qiáng)磁場干擾。

由于在微量級的范圍內(nèi)的測量，儀器應(yīng)放在堅(jiān)固可靠、無振動的工作臺上，并且在少塵條件下進(jìn)行測量。

儀器不應(yīng)放在太陽直射、風(fēng)大或溫度變化大的場所。

設(shè)備必須接地，保證安全和高精度。

室內(nèi)應(yīng)清潔、防塵、無腐蝕性氣體。

工作原理

CLPA-1501 系列激光粒度分析儀工作原理如圖1 所示：

圖1.檢測原理圖

圖2.儀器實(shí)樣

由一個特制的半導(dǎo)體制冷恒溫激光光源，發(fā)出的激光經(jīng)濾波處理，通過透鏡照到樣品池，當(dāng)樣品池中無顆粒時，激光會聚在探測器中心，當(dāng)樣品池中有顆粒，激光被散射，散射出來的相同方向的光聚焦到焦平面上，在這個平面上放置一個優(yōu)良設(shè)計(jì)的硅光電二極管扇形光靶檢測器，用來接收散射光能的分布，光電檢測器把照射到每個環(huán)面上的散射光能轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信號，在這些電信號中包含有顆粒粒徑大小及分布的信息，電信號經(jīng)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換后一起送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)測得的各個環(huán)上的衍射光能值按預(yù)先編好的計(jì)算機(jī)程序可以很快地解出被測顆粒的平均粒徑及尺寸分布，計(jì)算結(jié)果在顯示屏上顯示或由打印機(jī)輸出。

CLPA-1501 系列激光粒度分析儀系統(tǒng)圖如圖所示：

圖3. CLPA-1501 系列激光粒度分析儀系統(tǒng)圖

該系統(tǒng)內(nèi)置了一套由計(jì)算機(jī)控制超聲分散裝置，利用超聲的空化作用使團(tuán)聚的顆粒分散，顆粒分散可保證測試的準(zhǔn)確性和高度重復(fù)性。除分散技術(shù)外，還內(nèi)置了循環(huán)泵 ，從而保證測試過程中大顆粒不丟失。該系統(tǒng)可以使樣品的測量和分散同時進(jìn)行，樣品池為立式裝置，水流由下往上流動，從而避免大顆粒沉淀和氣泡滯留對測量造成影響。進(jìn)水、測量、排水、清洗由計(jì)算機(jī)操作來完成。

微顆粒測試前的準(zhǔn)備工作

本儀器適用于測試粉末狀固體微粒和乳濁液中懸浮的微粒。

1.使用固定樣品池測試前的準(zhǔn)備工作.

使用固定樣品池前，應(yīng)對樣品池內(nèi)外做清潔工作。特別要注意是做清潔工作時，應(yīng)用柔軟的優(yōu)質(zhì)吸水紙把樣品池內(nèi)水份吸干，然后，用鏡頭布擦干凈，不能在樣品池表面產(chǎn)生劃痕，這樣會影響測試精度，樣品池應(yīng)做到清潔無手印。清潔工作做好后，用滴管放入離子水或蒸餾水，水量大約占總體積的四分之三，然后，插入樣品池框架內(nèi)，定位好備用。

使用固定樣品池測試樣品，應(yīng)對測試的試樣進(jìn)行處理，試樣應(yīng)含有分散液，而且固體微粒在分散液中應(yīng)當(dāng)充分分散，不含有微粒的聚集體，以制成充分分散的含量約為1%的分散液（分散液中的含量應(yīng)根據(jù)待測物質(zhì)性質(zhì)不同而增減含量）。

a.含固體微粒的乳濁液.

用超聲波振蕩器處理（功率50w）約2-5 分鐘，使聚集的微粒充分分散，根據(jù)含量用離子水或蒸餾水稀釋至大約1%濃度,稀釋后試樣要放在攪拌器上攪拌，等待測試用。

b.粉末狀固體物.

粉末狀固體物是若干微粒聚集而成的，因此測定微粒粒徑時應(yīng)當(dāng)為高度分散的懸浮液。其方法是：取粉末狀固體物加約1%重量的分散劑（分散劑一般為乳化劑，例如十二醇硫酸鈉、非離子型乳化劑及六偏磷酸鈉等）置研磨盤中充分研磨后，逐漸用蒸餾水稀釋至1%濃度，靜止后取懸乳液1ml 深處的乳濁液或再加分散劑和蒸餾水、置超聲波振蕩器中處理2-5 分鐘，以制取高分散性乳濁液備測試用。

2.使用循環(huán)樣品池測試前的準(zhǔn)備工作.

使用循環(huán)樣品池前，同樣應(yīng)對樣品池做好清潔工作，然后，插入橡皮管進(jìn)水和出水接頭，注意方向性，水流是由下往上流動的，定位備用。在測試樣品前首先用離子水或蒸餾水倒入循環(huán)樣品池中，容量大約占體積3/4，開啟循環(huán)泵 ，進(jìn)行一次系統(tǒng)清洗，大約過二分鐘后，開啟出水閥，把水放干凈后關(guān)閉，再放入離子水后，進(jìn)入樣品測試階段。

其他

本儀器校準(zhǔn)采用國家粒度標(biāo)準(zhǔn)樣GBW(E)120009C 型玻璃球粒度進(jìn)行測試，分布范圍：2-60μm.D50 的標(biāo)值為40.1μm，同時對單分散標(biāo)準(zhǔn)微球SiO2 進(jìn)行測試，平均粒徑1030nm.測試結(jié)果可靠性的判斷：

在判斷測量結(jié)果的可靠性時，首先應(yīng)檢查儀器的工作狀態(tài)（如接地、背景光的測量信號等），是否正常，其性能特點(diǎn)（如動態(tài)范圍、分辯率）是否適合你要測的樣品，測量規(guī)程及操作條件是否被遵守，每種儀器都有特定的操作規(guī)程（如測量開始前的預(yù)熱、背景光的測量、樣品制備），適用環(huán)境條件（如溫度、濕度、電壓），測試條件（如樣品濃度、分散劑選用、介質(zhì)的選擇等都是應(yīng)該被遵守）。

重復(fù)性既是衡量儀器自身性能的重要指標(biāo)，也是衡量測量結(jié)果可靠性的重要參數(shù)，當(dāng)然，儀器本身的重復(fù)性是測好樣品的前提，但是當(dāng)操作不當(dāng)或樣品較難測量時（如顆粒密度較大等），即使有好的儀器，也未必能測到真實(shí)的結(jié)果。如果重復(fù)性不好，結(jié)果是不可靠的，必須找出影響重復(fù)性的因素并排除。測量參數(shù)（如折射率）樣品的分散、濃度、儀器狀態(tài)、環(huán)境等因素都會反映到結(jié)果的重復(fù)性上。

測量之前樣品必須經(jīng)過充分分散處理，樣品分散不良時，測到的結(jié)果偏大，有時還不穩(wěn)定。顯微鏡是觀察分散好壞的有用工具。