SUCELL Test Conditions Optimization of HELOS/BF Laser Particle Size Analyzer
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摘要: 激光粒度仪以测试速度快、操作方便、重复性好等优点得到越来越广泛的应用，但仪器技术参数和测试条件不同对样品粒度测试结果有着显著影响。本文通过实验得到了HELOS/BF型激光粒度仪的优化测试条件，结果表明：对于比重小或粒径小的样品，采用低搅拌速率、高超声强度和较长超声时间；对于粒径大或比重大的样品，应采用高搅拌速率、低超声强度和较短超声时间。分散剂能加快样品颗粒的分散，且对于粒径小的样品分散效果更好。测试时进样浓度(遮光度)过低，样品中的颗粒数过少，检测不到足够的信号，使样品不具有代表性，样品粒径测定结果偏高；进样浓度过高，出现多重散射而使粒度分布范围较宽，样品粒径测定结果偏低。研究认为，HELOS/BF型激光粒度仪的合适进样浓度为10%~25%。Abstract: The Laser Particle Size Analyzer is being more widely used due to its fast test speed, convenient operation and good repeatability, to name a few of its qualities. However technical parameters of instrument and test conditions affect the results significantly. The test conditions of the HELOS/BF Laser Particle Size Analyzer were optimized by experiments described in this paper. The results indicate that samples with light specific-gravity or small particle size require lower stirring speed, higher ultrasonic intensity and longer ultrasonic time. Samples with heavy specific-gravity or large particle size require higher stirring speed, lower ultrasonic intensity and shorter ultrasonic time. The dispersant can accelerate the dispersion of the sample particles, especially for the small particle size samples. The low injection concentration (shading rate) with less particles leads to higher measured results for particle size because the weak signal causes bad representation for the samples. The high injection concentration leads to lower measured results based on the broad range of particle size distribution by multiple scattering. It suggests that the injection sample concentration (shading rate) between 10%-25% was appropriate for the HELOS/BF Laser Particle Size Analyzer.
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表 1 标准样品SiC-F1200、SiC-P600和CaCO3的粒径
Table 1. The particle sizes of standard sample SiC-F1200, SiC-P600 and CaCO3
标准样品 标准粒径/μm D10 D16 D50 D84 D90 SiC-F1200 1.90 2.46 4.21 6.46 7.13 SiC-P600 18.65 20.48 29.07 40.67 43.90 CaCO3 2.58 - 17.96 - 47.69 
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表 2 不同循环泵速下测试标准样品SiC-F1200和SiC-P600的粒径
Table 2. Analyzed particle sizes of SiC-F1200 and SiC-P600 at different circulation pump speed
循环
泵速/%SiC-F1200的粒径
D50/μmSiC-P600的粒径
D50/μm分次测试值 平均值 分次测试值 平均值 50 4.24 4.26 4.26 4.25 28.98 28.90 28.86 28.91 60 4.23 4.27 4.28 4.26 28.88 28.94 28.96 28.93 70 4.24 4.29 4.30 4.28 28.88 29.01 28.78 28.89 80 4.22 4.28 4.35 4.28 28.78 28.84 28.80 28.81
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表 3 不同搅拌速率下测试标准样品SiC-F1200和SiC-P600的粒径
Table 3. Analyzed particle sizes of SiC-F1200 and SiC-P600 at different stirring rate
搅拌
速率/%SiC-F1200的粒径
D50/μmSiC-P600的粒径
D50/μm分次测试值 平均值 分次测试值 平均值 50 4.09 4.04 4.04 4.06 28.77 28.82 28.78 28.79 60 4.20 4.15 4.16 4.17 28.88 28.90 28.96 28.92 70 4.28 4.27 4.30 4.28 28.94 29.01 28.95 28.97 80 4.30 4.32 4.32 4.31 29.12 29.15 19.16 29.14 90 4.36 4.37 4.41 4.38 29.36 29.38 29.38 29.37 100 4.39 4.42 4.41 4.41 29.53 29.48 29.52 29.51
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表 4 不同超声强度下测试标准样品SiC-F1200和SiC-P600的粒径
Table 4. Particle sizes distribution of SiC-F1200 and SiC-P600 at different ultrasonic intensity
超声
强度/%标准样品SiC-F1200的粒径
D50/μm标准样品SiC-P600的粒径
D50/μm分次测试值 平均值 分次测试值 平均值 50 4.42 4.45 4.37 4.41 28.79 28.95 28.93 28.89 60 4.28 4.35 4.30 4.33 28.96 29.13 28.98 29.02 70 4.13 4.16 4..14 4.14 29.11 29.17 29.29 29.19 80 4.22 4.25 4.24 4.24 29.29 29.14 29.25 29.23 90 4.33 4.35 4.25 4.31 29.35 29.29 29.41 29.35 100 4.41 4.40 4.36 4.39 29.44 29.43 29.53 29.47
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表 5 加入不同浓度的(NaPO3)6溶液测试标准样品SiC-F1200和SiC-P600的粒径
Table 5. Analyzed particle sizes of SiC-F1200 and SiC-P600 with different concentration of (NaPO3)6 solution
标准
样品粒径
/μm不同(NaPO3)6浓度下测定的粒径 0 g/L 50 g/L 100 g/L 150 g/L 200 g/L SiC-F1200 D10 2.04 2.07 2.00 1.99 1.99 2.01 1.94 1.95 1.92 1.91 D50 4.41 4.41 4.36 4.34 4.31 4.33 4.27 4.28 4.23 4.25 D90 7.42 7.39 7.37 7.35 7.31 7.29 7.22 7.23 7.21 7.19 SiC-P600 D10 19.20 19.28 19.01 19.11 18.72 18.68 18.54 18.42 17.95 18.17 D50 29.45 29.37 29.18 29.20 29.11 29.13 29.25 29.27 28.89 28.95 D90 44.68 44.74 44.12 44.20 43.91 44.02 43.85 44.01 44.02 43.92
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[1] 赵春芳.不同方法测试粒度分布的比较研究[J].中国粉体技术,2004,10(2): 22-24. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-FTJS200402010.htm
[2] 牛占,和瑞勇,李静,袁东良.激光粒度分析仪应用于黄河泥沙颗粒分析的实验研究[J].泥沙研究,2002(5): 6-14. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-NSYJ200205001.htm
[3] 殷杰,邓永锋,徐飞.激光衍射粒度仪在连云港软土颗粒分析中的应用[J].河海大学学报:自然科学版,2008,36(3): 379-383. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HHDX200803023.htm
[4] 田岳明,黄双喜,吕金城,涂斌华,周波.激光粒度分布仪应用于长江泥沙颗粒分析研究[J].水资源研究,2006,27(1): 36-44. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SZYY200601013.htm
[5] 王爱霞,和瑞莉.激光粒度分析仪在黄河水文泥沙颗粒分析中的应用[J].中国粉体技术,2005(11): 195-196. http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-ZGKL200504001045.htm
[6] 赵寿刚,张学义,杨小平,孟献颖.MS2000激光粒度仪与密度计法的土工颗分对比试验[J].南水北调与水利科技,2008,6(5): 70-72. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-NSBD200805025.htm
[7] 张孝军,香天元,田岳明,原蓉.激光粒度仪适用的粒径级差研究[J].中国粉体技术,2007(5): 14-16. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-FTJS200705004.htm
[8] 刘树,张兆芝,潘志东,区卓琨.国内外激光粒度仪结构与性能介绍[J].中国仪器仪表,2012(1): 63-66. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZYQB201201015.htm
[9] 杨正红.如何判断和选择激光粒度分析仪[J].现代科学仪器,2000(1): 58-59. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XDYQ200001025.htm
[10] 孙昕,张贵忠,贾光明,张良.基于米氏散射理论的激光粒度仪的介绍[J].现代科学仪器,2004(5): 40-42. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XDYQ20040500A.htm
[11] 任中京.当代激光颗粒分析技术的进展与应用[J].物理,1998,27(2): 163-166. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-WLZZ803.007.htm
[12] 宋建平,司瑞刚,雷志祥.激光粒度仪的样品处理[J].中国科技博览,2009(29): 40-50. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TRTB201501025.htm
[13] 宋鹏.两种粒度分布测定方法的对比分[J].中国粉体技术,2009,15(6): 72-74.
[14] 张永刚,黄宁,周湘玲,季军宏.激光粒度仪在涂料分析测试中的应用[J].中国涂料,2009,24(7): 31-39. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGTU200907013.htm
[15] 刘引定,霍彩霞,滕秋霞.激光粒度测试技术的应用[J].甘肃联合大学学报:自然科学版,2009,23(4): 57-60. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXJB200904017.htm
[16] 谭立新,蔡一湘,余志明,梁泰然,刘辛,谢焕文.激光粒度仪颗粒联测的结果与评价[J].中国粉体技术,2011,17(1): 84-87. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-FTJS201101028.htm
[17] Konert M, Vandenberghe J. Comparison of laser grain size analysis with pipette and sieve analysis: A solution for the under estimation of the clay fraction [J]. Sedimentology, 1997, 44: 523-535. doi: 10.1046/j.1365-3091.1997.d01-38.x
[18] 王乃宁.颗粒粒径的光学测量技术及应用[M].北京:原子能出版社,2000.
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图(3)
表(5)
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