2010-9-14 來源:機(jī)電商情網(wǎng)
關(guān)鍵詞：激光粒度儀 粒度測試儀器 動態(tài)光散射 光子相關(guān)光譜 準(zhǔn)彈性光散射
在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和研究中，很多原材料和產(chǎn)品都是以粉體的形態(tài)存在著的，粉體在生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。粉體的粒度分布可以影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，因此，在粉體行業(yè)，有效控制與測量粉體的粒度分布，對提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能源消耗、控制環(huán)境污染、保護(hù)人類的健康具有重要意義。
粒度測試儀器是用物理的方法測試固體顆粒的大小和分布的一種儀器，在建筑、涂料、石油、醫(yī)藥、環(huán)保、食品等領(lǐng)域有廣泛地應(yīng)用。粒度儀根據(jù)測試原理的不同分為沉降式粒度儀、沉降天平、激光粒度儀、光學(xué)顆粒計數(shù)器、電阻式顆粒計數(shù)器、顆粒圖像分析儀等。其中，激光粒度儀作為一種以激光作為探測光源的新型粒度測試儀器，因其測試速度快、測試范圍寬、重復(fù)性和真實(shí)性好、操作簡便等特點(diǎn)，已經(jīng)在粉體加工、應(yīng)用與研究領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
根據(jù)動態(tài)光散射原理設(shè)計的納米級顆粒測試技術(shù)是一種新技術(shù)，近年來獲得了快速發(fā)展。動態(tài)光散射（DLS），有時被稱為光子相關(guān)光譜（PCS）或準(zhǔn)彈性光散射（QELS），主要用來測量納米材料的粒度分布。動態(tài)光散射儀的測量范圍主要在亞微米和納米級，是一種非侵入性的早已享有盛譽(yù)的用于測定亞微米尺寸的分子和微粒的粒徑的技術(shù)，采用最新技術(shù)可檢測小于1納米粒徑。
1 馬爾文為代表的國際激光粒度儀行業(yè)發(fā)展概況
國際市場上的激光粒度儀生產(chǎn)十分活躍，馬爾文、貝克曼庫爾特、布魯克海文等公司的商品占據(jù)了主要市場，其中，馬爾文公司已將動態(tài)光散射的測量范圍擴(kuò)展到亞納米范圍。
馬爾文是激光衍射技術(shù)最早的倡導(dǎo)者。現(xiàn)在激光衍射技術(shù)不僅是實(shí)驗室使用的Mastersizer粒度儀的基礎(chǔ)，它還是專業(yè)級Spraytec噴霧粒度測量系統(tǒng)與Insitec系列在線粒度分析儀的核心功能。
馬爾文動態(tài)光散射技術(shù)在世界范圍內(nèi)領(lǐng)先，其產(chǎn)品有如下優(yōu)點(diǎn)：在材料的原本環(huán)境中進(jìn)行測定；得到平均粒徑只需了解溶液的粘度和折光指數(shù)；樣品準(zhǔn)備簡單或無需準(zhǔn)備，可以直接測定高濃度的渾濁樣品；可進(jìn)行粒徑< 1nm的粒徑測定；可進(jìn)行分子量< 1000Da的分子的粒徑測定等。
今年，英國馬爾文儀器經(jīng)過全面技術(shù)革新與系統(tǒng)優(yōu)化，推出新一代Zetasizer系列納米粒度。該產(chǎn)品在光路傳輸系統(tǒng)、信號處理技術(shù)和軟件設(shè)計上應(yīng)用了突破性的創(chuàng)新科技，融合了新一代PALS M3，NIBS背散射及折疊式毛細(xì)管樣品池設(shè)計等多項專利技術(shù)，使其靈敏度、穩(wěn)定性和檢測范圍等有了革命性的提高，最大粒徑范圍為0.3nm～10μm，各種重要測量指標(biāo)亦達(dá)到了無與倫比的高度。被廣泛用于納米材料及生命科學(xué)和藥物等諸多領(lǐng)域，成為科學(xué)研究及質(zhì)量控制不可或缺的最有效的分析系統(tǒng)。
為什么馬爾文能幾十年來一直領(lǐng)跑粒度儀市場？馬爾文認(rèn)為這與聽取客戶的需求與企業(yè)的發(fā)展有很大的關(guān)系，另外，馬爾文對市場需求的準(zhǔn)確把握，對客戶的嚴(yán)肅認(rèn)真的態(tài)度以及強(qiáng)有力的支持，成就了馬爾文如今的市場地位。
2 我國激光粒度儀的發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 我國激光粒度儀發(fā)展迅猛
我國粒度測試技術(shù)研究工作起步于20世紀(jì)70年代，激光粒度儀的研制自20世紀(jì)80年代開始。20世紀(jì)90年代中期以前，國產(chǎn)粒度測試儀器主要以沉降粒度儀為主，商品化的激光粒度儀還沒有投放市場，國內(nèi)的激光粒度儀全部依賴進(jìn)口。近年來，我國粒度儀行業(yè)發(fā)展迅猛，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的、性能優(yōu)良的國產(chǎn)粒度儀產(chǎn)品不斷問世。天津大學(xué)、濟(jì)南大學(xué)、上海理工大學(xué)、丹東儀表所等單位先后都做了大量的工作，并在近十年有了明顯的突破，如天津大學(xué)的雙譜面結(jié)構(gòu)、丹東百特的兩種光學(xué)結(jié)構(gòu)、濟(jì)南微納的樣品池、華南師范大學(xué)的折射率測量、珠海歐美克的全自動系統(tǒng)等。
引用丹東市百特儀器有限公司董青云總經(jīng)理的話：“目前，中國激光粒度測試技術(shù)處于成熟階段，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的、性能優(yōu)良的產(chǎn)品不斷問世，以準(zhǔn)確性、重復(fù)性為代表的主要性能指標(biāo)達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。”
國內(nèi)粒度儀技術(shù)研究緊隨著世界發(fā)展的步伐。當(dāng)國內(nèi)的激光粒度儀企業(yè)發(fā)現(xiàn)“靜態(tài)光散射理論”測試的有效下限只能達(dá)到50納米，對更小的顆粒無能為力時，開始引入“動態(tài)光散射”技術(shù)用于納米顆粒測試。隨著我國激光粒度儀技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)開展動態(tài)光散射技術(shù)研究的單位日益增多，上海理工大學(xué)、浙江大學(xué)、北京大學(xué)、清華大學(xué)、濟(jì)南大學(xué)等許多高校都有學(xué)者和研究生投入該項研究。
目前，我國珠海歐美克儀器有限公司、丹東市百特儀器有限公司、濟(jì)南微納顆粒技術(shù)有限公司等企業(yè)的激光粒度儀在市場上都獲得了一致肯定，其中，丹東百特、濟(jì)南微納和珠海歐美克的動態(tài)光散射激光粒度儀也已投放市場。
2.2 國內(nèi)激光粒度儀優(yōu)秀產(chǎn)品舉例
2.2.1 國內(nèi)多家企業(yè)的激光粒度儀達(dá)納米水平
我國在光相關(guān)粒度儀生產(chǎn)方面成就卓越。例如：成都精新JL-1197型納米激光粒度儀參照 ISO13320、ISO13321 國際標(biāo)準(zhǔn)、光子相關(guān)光譜法原理，全量程Mie 散射測試。可分別同時采用兩種方式測試。充分利用兩種原理的最佳測量范圍，達(dá)到測量精度。采用光子相關(guān)光譜法測試范圍達(dá)到1nm～1000nm。珠海歐美克2010年在易賽20的基礎(chǔ)上推出了Easizer30型激光粒度儀，完全自動化，操作極其方便，免了人為因素所造成的結(jié)果偏差。
2.2.2 濟(jì)南微納09年即推出動態(tài)光散射納米粒度儀
微納作為中國顆粒測試技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，自2006年開始，就投入大量人力物力，開展動態(tài)納米技術(shù)的重要部件——相關(guān)器的研制，在2008年10月，終于成功推出了CR-128數(shù)字相關(guān)器，其延遲通道為128路，最小分辨時間僅為8納秒。打破了國外廠家壟斷，開啟了納米顆粒測試技術(shù)的大門。
2009年，濟(jì)南微納于推出的基于動態(tài)光散射原理的納米粒度儀Winner801，該儀器也是國內(nèi)首款采用光子相關(guān)光譜（PCS）技術(shù)的納米粒度儀。它采用公司自主研制的高速數(shù)字相關(guān)器和進(jìn)口的高性能光電倍增管作為核心器件，具有快速、高分辨率、重復(fù)及準(zhǔn)確等特點(diǎn)，是納米顆粒粒度測定的首選產(chǎn)品。測試范圍達(dá)到1～3500nm。最近，濟(jì)南微納又在原產(chǎn)品基礎(chǔ)上優(yōu)化升級，推出了Winner803，目前正在試生產(chǎn)階段，預(yù)計不久將投放市場。
2.2.3 丹東百特激光粒度儀獲國際市場的肯定
丹東百特通過自主創(chuàng)新和產(chǎn)學(xué)研合作，研制成功具有國內(nèi)外先進(jìn)水平的激光粒度系列儀器。2009年，丹東百特與華南師范大學(xué)合作的動態(tài)光散射納米激光粒度儀項目，創(chuàng)造了當(dāng)年立項、當(dāng)年研制成功、當(dāng)年投產(chǎn)。
BT-90動態(tài)光散射納米激光粒度儀是丹東百特引進(jìn)華南師范大學(xué)研究成果并與華南師范大學(xué)共同實(shí)施產(chǎn)業(yè)化項目的研究成果。該粒度儀測試粒度范圍為1nm～9500nm，準(zhǔn)確性和重復(fù)性的典型誤差均小于1%，具有很高的測量精度。其它各項指標(biāo)都符合國際標(biāo)準(zhǔn)ISO-13321。
2010年4月23日，丹東百特收到了總部設(shè)在瑞士日內(nèi)瓦的世界最大的認(rèn)證機(jī)構(gòu)——SGS（Societe Generale de Surveillance S.A.）簽署的CE認(rèn)證證書，宣告百特激光粒度儀通過了CE認(rèn)證，百特由此成為中國首個通過CE認(rèn)證的激光粒度儀品牌。
將國內(nèi)外的產(chǎn)品相比較不難看出，我國激光粒度儀已經(jīng)基本達(dá)到國際先進(jìn)水平，在新技術(shù)動態(tài)光散射粒度儀方面，我國企業(yè)也接近了國際先進(jìn)水平，測試范圍達(dá)到了亞微米、納米水平，和國際最先進(jìn)的亞納米水平僅一步之遙。