用雷射粒度儀測量D0和D100的討論

2021-02-18 百特粒度儀

D0表示粉體粒度的最小粒徑，D100表示粉體粒度的最大粒徑，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，極值顆粒是最少的，可能只有幾個甚至1個。那麼雷射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，二是雷射粒度測量原理上不可行。

首先從取樣代表性來看，雷射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，能取到最小或最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。那麼為什麼有的雷射粒度儀能測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最矮和最高者說成是全國最矮和最高者的道理一樣，是不準確的。

其次從雷射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，在這麼多顆粒群中，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，然後比較光能分布圖，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。雷射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。在這個環節中由於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。

在雷射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，在雷射粒度儀中測出的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。

本文作者：丹東百特研發總監 範繼來

 

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