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基于静态光散射原理的粒度分析技术:技术创新

发布时间:2015年9月21日 来源:中国颗粒学会

激光粒度仪作为一种高技术含量的商品化检测设备,要想达到世界领先水平,只能通过自主创新。国内的激光粒度仪生产企业和高校,普遍提高了对自主创新的重视程度,提出了各种独创性的技术方案。

珠海欧美克公司张福根于1995年提出了大角散射光的球面接收装置,用简单而有效的方案解决了大角散射光难以良好聚焦的难题;2001年提出了双向偏振光补偿方案,克服了激光偏振模式竞争带来的大角散射光能的不稳定,进一步提高了亚微米颗粒的测量精度。该公司于2008年提出了一种全自动的激光粒度仪,做到了单键操作。

天津大学葛宝臻等人于2007年提出了组合频谱技术,可扩大激光粒度仪的量程。

丹东百特仪器有限公司董青云等人于2008年提出两种新的技术方案:其一为单镜头三光束技术,增加的前向斜入射光束能够突破大角散射光受到的样品池(测量窗口)玻璃的全反射限制,后向斜入射的光则是为了实现用前向探测器探测后向散射光,同时也突破了全反射限制。该专利的创新之处在于用同一组镜头实现了小角、大角和后向散射光的聚焦(傅里叶变换),同时还对后向入射光起到准直的作用。三光束方案已被多家进口粒度仪(例如Malvern, Horiba等)所使用。其二是双镜头结构,其中的后向傅里叶透镜不仅对入射光起准直作用,同时还对后向散射光起聚焦作用,而之前的各种光学结构中,后向散射光通常是不聚焦的,因此从理论上说这项专利能提高角度分辨率。

南微纳仪器有限公司任中京于2008年提出的带有透镜的样品窗口,不仅解决了大角散射光的聚焦问题,同时还突破了全反射对大角散射光的限制。

华南师范大学的岳成凤等人提出利用动态/静态光散射相结合的方法,测量亚微米范围的颗粒的折射率。其基本原理是:用动态光散射方法(不需要知道样品折射率)先测出样品的粒度分布,再测量该样品的静态散射光能(角)分布,根据已测得的粒度分布,代入预设的各种折射率,计算理论的静态散射光能分布,将理论分布与实测分布进行对比,找出误差最小的折射率,即为样品的折射率。该方法于2004年申请了发明专利。该方法为颗粒物的折射率测量提供了新的途径。

国外企业的技术创新另文。