正确认识和使用激光粒度分析仪

       1. 概述
  激光粒度仪是近二十年来发展迅速的一种新型粒度仪。由于该仪器采用先进的计算机技术和激光原理相结合，充分发挥了各自的优势，使粉体粒度分析变得快捷方便，满足了粉体行业粒度分析的基本需求。加之仪器生产厂家的广泛宣传（仪器分析快速、准确、准确度高，分析精度为0.001μ），因此仪器得到了迅速的开发和应用。磨料行业的主要微粉制造商也购买了激光粒度分析仪。但是，随着激光粒度仪的广泛应用，激光粒度仪用于磨料粒度分析的问题也暴露出来。例如，无法分析大颗粒，无法有效准确地反映粒度组成的变化，仪器可校准且溯源性差。这些问题严重影响了测试结果的准确性和可靠性。
   2、激光粒度仪的基本原理
  激光照射粉末颗粒产生光衍射效应。粒子的大小差异导致激光衍射角的变化，在探测器上的投影显示衍射光晕大小的变化。激光粒度仪根据光晕的大小来分析粒径的粗细，根据光晕的强弱来判断一定粒径的量。然后计算机根据衍射光晕的大小和光强，按照预定的数学关系进行拟合近似分析，得到样品的粒度组成分析结果。
   3、激光粒度仪的优点
  操作简单，分析速度快，中值粒度分析结果更加准确稳定，满足粉体行业的基本需求。例如，已广泛应用于水泥、粉末冶金、选矿、食品、涂料、石油化工、磨料磨具等行业。
   4、激光粒度仪的缺点
  分辨率低，未经校准，难以验证，物理意义不明确，拟合近似分析，不利于磨料的质量控制。由于其他行业对粒度组成的要求没有磨料行业那么严格，所以这些问题并不突出。
   5、仪器缺点分析
  ⑴分辨率低。激光颗粒分析仪的分辨率主要取决于传感器的数量。例如目前分析范围为0-2000的通用型激光粒度仪最多有150个传感器，即平均分布距离为：2000/150=13.3μ。传感器相当于标尺的标线。标线越近，标尺的分辨率越高。普通的尺子标记等距。还有激光粒度仪的传感器按1:1.15的比例排列，保证相对分布距离差为15%，分辨率为距离差的一半。也就是说，激光粒度仪的最高分辨率为7.5%。再加上其他因素的影响，激光粒度仪的实际相对分辨率不到10%。
   ⑵无法校准。只要将激光粒度仪制成产品，传感器的布局就不能改变或调整。目前的仪器没有软件校准功能，所以即使知道分析误差，也不能通过二次校准来改变，只能对分析结果进行人工修正。由于激光粒度仪传感器多，且不是线性分布，系统误差既不是wei一的，也不是线性分布的，给后期分析结果的科学准确修正带来很大的麻烦。
   ⑶难以核实。由于激光粒度仪无法分析特定的一种或某些颗粒，因此通过第二种方法很难验证激光粒度仪分析结果的准确性。通常使用颗粒标准材料进行对比验证，通过颗粒标准材料测试结果的准确性来判断激光粒度仪的准确性。这只是间接验证。如果两种仪器的测试结果不同，就很难讨论和达成共识。
   ⑷物理意义不明确。激光粒度仪给出的粒度就是被测粒子的粒度。不得而知，所以很难追根溯源。目前，测量粒径的物理意义通常包括体积等圆整粒径，投影面积等圆整粒径、粒径、粒径、椭圆短轴粒径、粒径宽度粒径等。这些物理意义不是激光粒度分析仪。物理意义不明确，不便用试验结果指导微粉生产过程。
   ⑸ 拟合近似分析。由于激光粒度分析仪是拟合近似分析，拟合分析照顾主要参数的准确性，次要参数的偏差比较大。
  例如，以中值粒径为22.2的颗粒标准材料为例，颗粒标准材料的粒径浓度比较好（最大粒径26.0，最小粒径18.0），激光颗粒分别使用尺寸分析仪和成像仪。进行分析。分析结果如图1-a、b、c所示。
  图 1a 是颗粒标准材料的显微照片。最小颗粒为18μ，最大为26μ，中值粒径为22.2μ。成像仪和激光粒度仪的中值粒径测量结果基本一致，分别为21.8和21.9，比较准确，如图1所示。如图 b 和 c。对于D95、D90、D10、D5特征粒径，激光粒度仪分析结果的偏差有点离谱。激光粒度仪测得D95=27.2μ，也就是说根据激光粒度仪的检测结果，颗粒体系中至少含有5%的粒径大于27.2μ的大颗粒，但实际上系统中没有这么大的粒子。同样，D5也无中生有这样的结果。 “无中生有"是近似拟合分析的最大缺点。因此，不要对激光粒度仪的分析结果有误解，也不要认为激光粒度仪是先进的仪器，检测结果一定要准确。事实上，激光粒度仪只有中值粒度D50的分析结果比较准确。 D95、D90、D10、D5等特征粒径分析结果偏差较大，不能满足磨料质量控制要求。
   ⑹不利于磨料的质量控制。由于磨料对粒度组成有严格的要求，当粒度组成有微小的变化时，必须能真实有效地反映出来。对于激光粒度仪来说，很难满足磨料的这一要求。因此，激光粒度仪不适合磨料的质量控制，尤其是磨料的单位。