激光粒度儀測(cè)試報(bào)告顯示的其他參考性數(shù)據(jù)大概有以下幾類:
·顆粒折射率和介質(zhì)折射率
根據(jù)Mie散射理論,顆粒折射率和介質(zhì)(即懸浮液體或氣體)折射率以及粒度分布共同決定了散射光場(chǎng)的分布。因此理論上應(yīng)該輸入正確的顆粒和介質(zhì)折射率數(shù)值,才能得到正確的測(cè)量結(jié)果。
一般而言,分散介質(zhì)的種類有限(水最為常用),折射率數(shù)值容易得到。對(duì)顆粒折射率,盡管儀器廠家給出了數(shù)量眾多的數(shù)據(jù),但有時(shí)顆粒折射率仍然會(huì)困擾儀器的應(yīng)用。這是因?yàn)槟壳拔墨I(xiàn)可查的物質(zhì)的折射率,都是在特定的光波長(zhǎng)和物質(zhì)純度條件下得到的,測(cè)定折射率時(shí)用的波長(zhǎng)與激光粒度儀的波長(zhǎng)大多數(shù)情況下是不一致的。另外實(shí)際待測(cè)樣品的物質(zhì)純度和測(cè)定折射率時(shí)用的物質(zhì)純度也不一定一致。波長(zhǎng)的改變和物質(zhì)純度的改變都可能引起折射率的改變。困擾激光粒度儀應(yīng)用的另一個(gè)問(wèn)題是顆粒折射率的虛部,即吸收系數(shù)。
顆粒的折射率問(wèn)題是本學(xué)科需要深入研究的問(wèn)題。
·遮光比
遮光比是表征顆粒在分散介質(zhì)中的濃度的指標(biāo)。濃度太高,會(huì)導(dǎo)致散射光被顆粒散射2次以上(稱為“復(fù)散射”),從而使測(cè)量結(jié)果失真;濃度太低,則散射信號(hào)太弱,信噪比低,測(cè)量結(jié)果重復(fù)性差,有時(shí)還會(huì)降低粗顆粒的測(cè)量靈敏度。一般而言,10%的遮光比是一個(gè)有參考意義的數(shù)值。當(dāng)顆粒較粗,比如大于50µm,遮光比可以適當(dāng)提高;顆粒較細(xì),比如小于1µm,遮光比應(yīng)該適當(dāng)降低。
·擬合殘差
擬合殘差用以表征反演獲得的粒度分布所對(duì)應(yīng)的光能分布與實(shí)測(cè)的光能分布之間的方均根誤差。如果顆粒是圓球形、散射光能分布的測(cè)量誤差為零、反演計(jì)算準(zhǔn)確無(wú)誤,那么擬合殘差應(yīng)該為零。但實(shí)際上由于測(cè)量誤差的存在,顆粒形狀大多偏離球形,以及反演算法的不完善,擬合殘差為0是極少出現(xiàn)的。一個(gè)可以參考的數(shù)值是1%。大多數(shù)情況下擬合殘差都小于1%。如果擬合殘差顯著大于1%,比如達(dá)到甚至大于2%,那么就要懷疑測(cè)量結(jié)果的可靠性了。導(dǎo)致擬合殘差過(guò)大的原因有以下幾種可能:(1)散射光能測(cè)量誤差過(guò)大(一般出現(xiàn)在儀器測(cè)量范圍的邊緣,例如0.05µm);(2)顆粒折射率的輸入值與實(shí)際值嚴(yán)重偏離;(3)反演計(jì)算失敗。
【進(jìn)階知識(shí)5】擬合殘余過(guò)大時(shí),為了查找原因,可以掉看“光能擬合曲線”(如果儀器提供了這個(gè)功能)。結(jié)合激光粒度儀的原理,用戶或者儀器供應(yīng)商的技術(shù)支持人員可以分析造成擬合殘差過(guò)大的原因。具體的分析涉及許多專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),在此不展開(kāi)討論。
·比表面積
比表面積用以表征顆粒樣品的表面積大小,其定義是單位重量或單位體積顆粒樣品的表面積之和。如果顆粒是圓球形的,那么知道了樣品的粒度分布,我們就可以計(jì)算出樣品的比表面積。體積比表面積除以顆粒的密度,就得到重量比表面積??梢韵胂?,如果顆粒是非球形的,那么激光粒度儀根據(jù)粒度分布給出的比表面積就小于實(shí)際的比表面積。所以這個(gè)比表面積只有參考意義。