一种悬浮液中颗粒粒径的测试方法

文档序号:9749000阅读:3171来源:国知局
一种悬浮液中颗粒粒径的测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种悬浮液中颗粒粒径的测试方法,更具体地,涉及一种采用广角激光光散射仪测定悬浮液中颗粒粒径的方法。
【背景技术】
[0002]任何悬浮于液体的颗粒都会不停地做布朗运动,其运动强度不仅与环境有关,也与颗粒本身的尺寸有关。相同条件下,大颗粒的布朗运动缓慢,而小颗粒的布朗运动剧烈,波动的散射光可以在频域中产生一个分布,这个带宽就包含着颗粒运动的信息。实际上,该线宽可以求出扩散系数,得到扩散系数与粒径之间的关系,进而得出颗粒的大小。
[0003]广角激光光散射仪就是以上述原理为基础,成为用于测定悬浮液中颗粒粒径的一种非常好的分析仪器。采用广角激光光散射仪对透明悬浮液中颗粒粒径进行测试时,能够获得较高的准确度。然而,当遇到深色悬浮液、特别是深色不透明悬浮液时,测量的准确度不高,甚至无法进行测量。

【发明内容】

[0004]本发明的目的在于克服现有的广角激光光散射仪在测定深色、特别是深色非透明悬浮液中颗粒粒径时,测量的准确度不高,甚至无法进行测量的技术问题。
[0005]本发明的发明人针对上述问题进行了深入的研究,发现:在对深色、特别是深色非透明悬浮液中的颗粒粒径进行测试时,采用横截面为方形的样品池,并使激光的入射光线与入射面之间的夹角在45° -90°的范围内,不仅能够进行测量,而且能够获得较高的测量准确度。在此基础上完成了本发明。
[0006]本发明提供了一种悬浮液中颗粒粒径的测试方法,该方法包括:将装有悬浮液的样品池置于广角激光光散射仪的样品室中,用激光照射所述样品池,并检测散射光强度,其中,所述样品池的横截面为方形,所述激光的入射光线与入射面之间的夹角在45° -90°的范围内。
[0007]根据本发明的方法,不仅能够测定浅色透明悬浮液中颗粒的粒径,而且能够测定深色、特别是深色非透明悬浮液中颗粒的粒径。本发明的方法能够对深色、特别是深色不透明悬浮液中的颗粒粒径进行测量的原因可能在于:现有的广角激光光散射仪通常采用圆柱形样品池,测量时,激光通过悬浮液时产生的散射光较弱,以致检测器所接收到的散射光强小,无法达到实现准确测量所需的计数率;本发明的方法采用横截面为方形的样品池,同时控制激光的入射光线与入射面之间的夹角,增强了散射光的强度,使检测器所接收到的散射光光强足以满足测试要求,达到准确测量所需的计数率。
[0008]现有的广角激光光散射仪在面临散射光弱的问题时,通常的解决方法是使用高功率的激光器或者高灵敏度的检测器,成本高。根据本发明的方法巧妙地采用横截面为方形的样品池,并使激光的入射光与入射面之间的夹角在45° -90°的范围内,仅需改变样品池的横截面的形状,同时控制激光的入射方向即可,成本低,易于实施,可操作性强。
【附图说明】
[0009]附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。
[0010]图1用于示例性地说明本发明的方法所用的样品池。
[0011]图2用于说明本发明实施例1所用的测试方法中激光的入射光线与样品池的激光入射面之间的夹角。
[0012]图3用于说明本发明实施例2所用的测试方法中激光的入射光线与样品池的激光入射面之间的夹角。
[0013]附图标记说明
[0014]1:样品室2:样品池
[0015]3:激光光线
【具体实施方式】
[0016]本发明提供了一种悬浮液中颗粒粒径的测试方法,该方法包括:将装有悬浮液的样品池置于广角激光光散射仪的样品室中,用激光照射所述样品池,并检测散射光强度。
[0017]根据本发明的方法,所述样品池的横截面为方形,例如可以为正方形或者矩形。在所述样品池的横截面为矩形时,该矩形的长边与短边的比值可以在1.05-2:1的范围内。优选地,所述样品池的横截面为正方形。
[0018]所述样品池的尺寸可以根据样品室的大小进行选择。从进一步提高测试准确度的角度出发,在样品室的横截面为圆形时,样品池的两条对角线与样品室的内径(为内直径)的比值分别可以在1:1-5的范围内,优选在1:1.5-4的范围内,更优选在1:2-4的范围内。所述样品池的高度与所述样品室的高度的比值可以为0.5-1:1的范围内,优选在0.6-1:1的范围内,更优选在0.7-0.9:1的范围内。所述样品池的壁厚可以为常规选择,例如可以为
0.5-lmm。
[0019]所述样品池的材质可以为常用的透光材料,例如可以为石英玻璃。
[0020]根据本发明的方法,所述激光的入射光线与入射面之间的夹角在45° -90°的范围内。从进一步提高测试准确性的角度出发,激光的入射光线与入射面之间的夹角在45° -60°的范围内。在激光的入射方向一定的条件下,可以通过调节样品池的方向使得激光的入射光线与样品池的入射面之间的夹角在上述范围之内。
[0021]根据本发明的方法,对于广角激光光散射仪的操作条件没有特别限定,可以为常规选择。一般地,激光的波长可以在400-800nm的范围内,优选在600_700nm的范围内。
[0022]根据本发明的方法,悬浮液中颗粒的含量为常规选择。优选地,所述悬浮液中,颗粒的含量可以在0.l-10g/L的范围内,优选在0.2-5g/L的范围内,更优选在0.5-lg/L的范围内。
[0023]根据本发明的方法,可以根据检测到的散射光强度确定悬浮液中颗粒的粒径。例如,可以通过以下方法确定悬浮液中颗粒的粒径:
[0024]波动的散射光可以在频域中产生一个分布,由这个带宽求出扩散系数Dt,根据公Κ?τ = κΒτ/3π nd得出颗粒的大小,公式中:κΒ是玻尔兹曼常数,τ是绝对温度,η是溶液粘度,d是颗粒粒径。
[0025]本发明的方法可以测量各种来源的悬浮液中颗粒的粒径,适于测量深色、特别是深色非透明悬浮液中颗粒的粒径。本发明中,深色是指悬浮液的颜色在CIE Lab颜色空间中,L坐标
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