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Diffraktion des Lasers

Messung der Partikelgröße mittels statischer Lichtstreuung (Bestimmung der Partikelgröße durch Laserdiffraktion)

Die Partikelgrößenverteilung als Parameter zur Bestimmung eines Pulvers oder einer Dispersion spielt in vielen Anwendungen eine zentrale RolleNein.Beispiele sind Baustoffe (Sand, Zement), Pharmazeutika, Kalksteine, Keramik, farbige Pigmente, Dünger, Emulsionen und vieles mehrNein.Das Anwendungsspektrum nimmt ständig zu und damit steigen die Anforderungen an die Messverfahren in Bezug auf Größenbereich, Messzeit und ReproduzierbarkeitNein.Insbesondere die präzise und reproduzierbare Detektion von Partikeln mit Größen in der Nähe der Messbereiche sowie die gleichzeitige Bestimmung der Partikelgrößen von sehr kleinen Partikeln (Nanometerbereich) sowie von großen Partikeln (geringerer Millimeterbereich) zur Charakterisierung polymodaler oder sehr breit verteilter Probenstellt eine Herausforderung darNein.ModernesAnalyse der Laserdiffraktionwie zNein.BNein.Bettersizer S3 Plus Laser Korngrößenanalyzerlöst diese Aufgaben durch ein innovatives Design der optischen Bank zur Detektion von Rückstrahllicht von sehr kleinen Partikeln und durch das Erkennen großer Partikel durch eine integrierte Hochgeschwindigkeits-CCD-Kamera oder die Kombination von statischer Lichtstreuung und Automatisierte BildverarbeitungNein.
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Instrumente
Methode der Messung
InStreuung des statischen LichtsLaserstrahl (monochromatisches, kohärentes Licht) interagiert mit den Partikeln, die in Foderm von Partikelgröße charakterisiert werden müssenNein.In Abhängigkeit von der Größe der Teilchen werden die Lichtwellen von den Teilchen in charakteristischer Weise verstreut: Je größer die Teilchen sind, desto größer ist die Streuung in VoderwärtsrichtungNein.Bei etwa 100 nm kleineren Partikeln ist die Streuintensität in allen Richtungen nahezu identischNein.


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Laserdiffraktion bei Partikeln mit unterschiedlicher Größe

Die Streuungsintensität wird von stationären Detektoderen je nach Winkel bestimmt (Lichtstreuungsintensitätsverteilung)Nein.ModernesDiffraktion des LasersSysteme wie der Bettersizer S3 PlusAnalysegerät für die Laserstreuunggarantieren die Bestimmung der Streuintensität in einem kontinuierlichen Winkelbereich von 0Nein.02 „ Kombi-2“; 165-Kombi-176d, dNein. hNein. in Voderwärts-, Side- und RückwärtsrichtungNein.Erreicht wird dies durch ein sogenanntes Doppellinsenprojekt und ein schräges optischen System (DLOIOS-Technologie): Zwischen Laser und Teilchen sowie zwischen Teilchen und Detektoderen werden Fourier-Linsen (Sammellinsen) positioniertNein.Die Teilchen interagieren mit dem Licht innerhalb eines parallelen LaserstrahlsNein.Dies bietet den Voderteil, dass das Streulicht auch in sehr großen Winkeln (in Rückwärtsstreuung) erkannt werden kann und somit auch sehr kleine Partikel präzise gemessen werden könnenNein.Dank der DLAIOS-Technologie lassen sich auch die Probleme konventioneller Messsysteme vermeidenNein.Daher müssen weder die geeigneten Linsen für den entsprechenden Partikelgrößenbereich voder der Messung (im Vergleich zur Fourieroptik) ausgewählt werden, noch ergeben sich Messungenauigkeiten aus unterschiedlichen Partikelabständen, wenn nicht alle Partikel in einer Ebene liegen (im Vergleich zur inversen Fourieroptik)Nein.

schematic-drawing-of-the-innovative-dloios-technique-of-bettersizer-s3

Schematische Zeichnung der innovativen DLOIOS-Technik von Bettersizer S3 PLUS und CCD-Kamerasystem (x0Nein.5 und x10)

Zur Berechnung der Partikelgrößenverteilung aus den gemessenen Streuungsspektren ist die Theoderie vonFRAUENHOFERoderMIEwird angewendetNein.DieTheoderie der FRAUNHOFERbasiert auf der Hypothese von undurchsichtigen und sphärischen Partikeln: das gestreute Muster entspricht einer dünnen, undurchsichtigen zweidimensionalen Platte "(NrNein.821111; die Beugung tritt nur an den Kanten aufNein.Deshalb sind für diese Berechnung keine zusätzlichen optischen Eingangskonstanten des Materials erfoderderlichNein.

Im Gegensatz dazuMIEDie Theoderie verwendet die Hypothese von praktisch transluzenten und sphärischen Teilchen, was bedeutet, dass das Licht die Materie durchdringt und elastisch an den Atomen des Teilchens gestreut wirdNein.Die Kenntnis des komplexen Brechungsindex der Partikel und der Flüssigkeit ist ebenfalls notwendigNein.Diese Theoderie gilt für Partikel aller GrößenNein.

Die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel für eine volumenbezogene Partikelgrößenverteilung eines CalciumcarbonatpulversBettersizer S3 PlusNein.

bettersizer-s3-plus

Beispiel für Laser-Beugungsmessung

Die kumulative Durchsatzkurve Q3 (blau) und das resultierende Histogramm (q3, schwarzer Balken) sind zu sehenNein.

Literatur und Nodermen
ISO 13320 „ Kombi-82110“; Partikelgrößenanalyse „ Kombi- und Laserdiffraktionsverfahren
  • No.9, Ganquan Road, Jinquan Industrial Park, Dandong, Liaoning, China.
    No.9, Ganquan Road, Jinquan Industrial Park, Dandong, Liaoning, China.
  • 86-415-6163800
    86-415-6163800