国内外激光粒度仪性能特点对比

国内外激光粒度仪性能特点对比

作者：吕方

关键词： 粒度测试 激光粒度仪

机构：钢铁研究总院安泰难熔材料分公司 北京

中文摘要:粒度检测发展阶段大致可分为显微镜法、沉降法、激光法。现在流行的激光法粒度测试分为干法和湿法两种,其中湿法检测手段占有相当的比重。对获取准确的测试结果起决定性影响的有三部分因素:一是溶媒的选择;二是超声波的作用;三是物质折射率的设定。

原文:１引言

据日本有关文献的介绍，将粉体测定的目的划分为三类：①研究物性测定值；②从物性测定的值中预测粉体的流动性和分散性；③通过测定粉体的物性，可对产品的质量实施有效的管理（如粉碎程度的有效评价）。

对粉体粒度分布的测定可用显微镜法、图像解析法、电流检知法、沉降法（ 光通过法、Ｘ

光通过法、吸管法）、激光衍射散射法、光子相关法。其中激光法粒度测试仪集成了激光技术、现代光电技术、电子技术、精密机械和计算机技术，具有测量速度快、动态范围大、操作简便、重复性好等优点。在激光Ｍｉｅ散射法中，用光电管收集微小粒子的散光，

并将此光变换成脉动电压后检出。利用这一

脉动电压，可求出单分散球状粒子的粒径。在Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ衍射法中，衍射光的强度分布同粒子的化学成分、折射率等性质无关，而同粒子的大小、形状等几何因素有很大的关系，粒子的衍射环不受粒子移动的影响，始终以光轴为中心，被测定的光强度同粒子个数成一定的比例关系，利用这一衍射环可以测定出粒子群的粒径分布。

２国内外激光粒度仪性能特点对比

国产激光粒度仪已知的颇具影响力的有珠海“欧美克”，技术含量高的有济南“微纳”，四川成都的“精新”，丹东的“百特”。进口激光粒度仪主要有法国的ＣＩＬＡＳ，日本的ＨＯＲＩＢＡ、导津及セイシン，英国的马尔文，美国的Ｃ

Ｏ Ｕ Ｌ Ｔ Ｅ Ｒ 、

ＢＲＯＯＫＨＡＶＥＮ，德国的Ｓ Ｙ Ｍ Ｐ Ａ Ｔ Ｅ Ｃ 及以色列的一家。从其构造大体上分为量程、激光光源、探知器三大块，

其中探知器经过了圆形，半圆形，再到扇形的发展。

２０年前，是沉降法粒度仪的时代，因欧美国家对中国市场技术产品出口的限制，使日本的相关产品在中国市场上交易活跃，而此时的中国相关产品还很不成熟。使‘日青’企业在中国取得了上佳的

营销业绩。以后随着激光法的问市及欧美国家对中国政策上的松动，欧美厂家先后进入了中国市场，同时高层次的竞争也拉开了序幕。

英国的马尔文粒度仪采用Ｈｅ－Ｎｅ光源（优点：不受环境温度影响。缺点：寿命较半导体型要短，量程：０．０２～２０００μｍ，内置小角激光光散射法）全量程米氏理论，米氏光散射理论非常复杂，数据处理量大。循环管为普通的塑料管。内置非均匀交叉排列三维扇型检测系统，分辨率极高，不存有信号盲区。相当于环形或十字星形的１７５个，半圆形排列的９３个，可使直接检测角达到１３５°，每秒采样１ ０００次。

美国的库尔特粒度仪采用弗郎和夫和梅氏理论，双镜头专利技术，偏振光强度差专利技术，１３２块检测器（数量并不是评价其探知好坏的决定因素，还同其形状大小有关，一般而言，尺寸越大，探知效果越佳，成本也越高），循环管为硅胶管。量程０．０４～２０００μｍ。

法国西拉思公司粒度仪，采用半导体激光管和光导纤维激光光源，量程０．０４～２５００μｍ，内置蠕动泵，更换成本很低，对离心泵而言是致命弱点。

德国的新巴太库粒度仪，采用氦光源，利用Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ原理，量程０．１～３５００μｍ。内置３１个传感器，干法测试是其拥有的独特技术，样品用量少，重复性好。湿法测时，循环管及离心泵的密封圈可按所采用的溶剂要求加以更换。

日青企业产粒度仪采用半导体光源，光波波长为６７０ｎｍ，内置５５个传感器，半圆形设计。循环管部及离心泵抗有机溶剂腐蚀性能弱，经跟踪观察试验，其离心泵的密封圈经受不住较长时间有机溶剂的浸润，易损坏。将国产济南微纳公司的粒度仪同日青的仪器进行对比，微纳仪器测试的重复性极佳，其特点如下：①测试原理先进：全程Ｍｉｅ氏散射理论；②分辨能力超群：０．１～３００μｍ测量范围分为３档（０．１～４０μｍ，０．６～１２０μｍ，１～３００μｍ）；③测试操作简便快捷，输出数据丰富直观；④样品制备高效方便：操作简单，清洗方便，并避免重散射的发生；⑤测试标准权威：采用国

家级粒度标准ＧＢ Ｗ（Ｅ）１２００００进行校准。

日本ＨＯＲＩＢＡ公司产激光粒度仪的量程为０．０２～２０００μｍ，内置１２个独立的大角度检测器和一个环形检测器（分为７５单元），Ｈｅ－Ｎｅ激光器，为了更好地捕捉小颗粒的散射光，特别内置了钨灯，它的波长较Ｈｅ－Ｎｅ激光波长短，可准确地探知小颗粒信号。循环系统采用高输出离心泵，所有与液体接触的部分都是由防腐、防锈材料（如不锈钢、聚四氟乙烯树脂和玻璃等）制成的，设计理念极具有前瞻性。还可按用户的要求，进行特别定做。

３结语

中国粒度仪市场可以说是群雄逐鹿，作为购买者，要受到各种因素的制约，但有一点需认真考虑，那就是当需要湿法检测时，溶剂的选择一旦确定后，就要对相对的粒度仪循环部分加以考察，目前，具有耐受有机溶剂腐蚀的，主要有日产Ｈ Ｏ Ｒ Ｉ Ｂ Ａ 粒度仪，济南微纳公司的粒度仪相关性能也被认可。

［参考文献］

［１］张兰英，王法平，等．生药材微粉化制剂对药效作用的影响［Ｊ］．中国粉体技术，２００１，（１）：３８－４１．

［２］冯瑞棠，李佩珍．扩大费歇尔微粉粒度仪的测量范围［Ｊ］．粉末冶金，２００１，１１（５）．

［３］徐峰，蔡小舒，等．光散射粒度测量中采用Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ衍射理论或

Ｍｉｅ理论的讨论［Ｊ］．中国粉体技术，２００３，９（２）．