实验室设备定制——雾滴和颗粒粒度的测量

   颗粒粒度数据对于控制干粉产品质量是必要的。然而，颗粒粒度并不总是代表雾化的雾滴粒度。因此已经开发出许多测量雾滴及颗粒粒度的方法。

  ①.雾滴大小及其分布的测量

  测定雾滴大小及其分布的方法有很多种。按其测量原理可以分为三类。

  a.机械法：如将雾滴冷冻（或冷却）成固体颗粒进行测量，实验室设备定制以及利用不同尺寸雾滴的运动惯性和速度差异特性来区分雾滴尺寸范围；

  b.电气法：如充电线法和热线法；

  c.光学法：如利用雾滴的一些物理特性（光强、相差、荧光和极化等），进行测量和高速摄影、激光全息、激光图像化和扫描技术等。

  目前，应用最广泛的还是下面两种简便的机械法。

  a.由于雾滴碰撞而在试样表面上留下的印痕、圈痕或斑点，雾滴即被收集在试样表面。标准的试样表面可以是氧化镁，当雾滴与氧化镁碰撞时就会形成一个圈痕，测得圈痕尺寸经过修正后，即得到雾滴的真实尺寸。国外目前比较普遍的是将雾滴沉积在水敏纸（或油敏纸）上形成印痕，然后进行测量和修正和得到雾滴的真实尺寸；

  b.对于水剂雾滴，传统的采样方法是油盘法，将雾滴收集在一块油质的基块上，再用特殊的机油（或食用油）涂盖。这样雾滴到达油盘后可保持原来的球形，不需要要修正系数。同时，雾滴被油包围，其蒸发速率显著降低；而且，一般雾滴不会发生进一步分裂现象，从而能够直接获得真实的雾滴尺寸信息。

  上述两种机械方法，基本上是以手工操作为主，需经过采样垫制作、雾滴采集、显微镜测定、计数、计算和修正等多个步骤，操作十分繁琐，劳动强度大，精度也比较低。随着光学技术的不断发展，将激光技术引入雾滴测量，借助于计算机的处理，使测量过程变得简单易行，而且准确。按其工作原理，激光法可分为两类。第一类为激光全息法，利用激光的相干法，通过激光底片记录被测雾滴的空间全息图像，实现雾滴直径大小和三维坐标参数与浓度的精密测量，不需采样，并且在一定雾滴速度范围内进行动态测量。第二类为激光衍射法，利用单色平行光的衍射现象，通过一定的傅立叶光学变换，对不同雾滴直径的衍射光环能量信息进行转换，非接触地测得空间粒普和百分浓度，并通过计算机及时获得有关数据。实验室设备定制在激光测量系统中，采用小功率氦氖气体激光源发射一束激光，当雾滴进入激光束时，就产生衍射现象。衍射角的大小与微粒的大小成反比关系，即雾滴的直径达，衍射角就小，雾滴的直径小，则衍射角就大。

  ②.颗粒粒度的测量

  测定颗粒粒度分布的试验方法有：筛分法、显微镜法、空气分级法、沉积法、库尔特计数器法和激光全息照相法、光散射法等。

  a.筛分法：筛分法是早期最经典的方法，将被测样品经过不同大小孔径的筛网过筛。然后，再称量获取粒子大小及分布。这种方法简单，但准确性差，且较为耗时，尤其是对超细颗粒更是如此；

  b.显微镜法：显微镜法是一种最为直接的的测量。光学显微镜法是通过人眼直接观察，认为因素引起的误差较大。电子显微镜法是通过电子扫描，获取图像，结合图像分析技术进行测量。它减少了认为的观测误差，但制样要求高、操作复杂且设备昂贵；

  c.沉降法：沉降法是二十实际七八十年代采用最多的粒度分析技术。用沉降法测定颗粒时，细粉的沉降速度很慢，测定需要很长的时间。同时，由于环境温度的影响，超细颗粒的布朗运动以及再凝聚等原因，得不到高的测量精度；

  d.库尔特法：库尔特法是粒度分析的又一经典方法。它不受颗粒材质、结构形貌、折射率以及光学特性的影响，几乎适用于所有类型的颗粒测量；

  e.光散射法：激光测量法以其快速、准确、便捷、对样品的非接触等独特优点备受重视，实验室设备定制得以迅速推广应用。它可以分为两类：时域平均光散射法和动态光散射法（光子相关光谱技术PCS）。