动态光散射在烟气颗粒粒径分析中的应用

本文阐述了动态光散射测量的基本原理,尝试性地利用动态光散射技术进行了气体中烟气颗粒的粒径测量.利用Brookhaven公司的BI-9000相关器搭建测量平台,探索了动态光散射技术在气体中测量烟气颗粒粒径的方法,分析了在测量中遇到的关键问题,如烟气颗粒浓度.颗粒吸附作用等,并初步提出解决问题的方案.本文先后对两种不同的烟草样本进行实验,两组测量数据表现出明显的差异,同组数据在一定范围内波动,说明了动态光散射在烟气颗粒测量中有一定的应用潜力.     

Zeta电位测量中电场对颗粒粒径的影响

为确定电泳光散射法测量纳米颗粒zeta电位过程中电场对颗粒系统性质的影响,实验研究210、360 nm 2种标准颗粒的单分散溶液在通电前、后颗粒粒度的变化;通过测量90°散射角的动态光散射信号,采用自相关技术进行信号分析,用累积法反演计算颗粒的粒径。结果表明,颗粒在小电压的情况下,粒径几乎没有变化;随着电压的增大,平均粒径逐渐增大,说明样品发生团聚;电压越大,颗粒团聚越快。     

基于FPGA的多通道动态光散射自相关器的研制

为提高多角度动态光散射(MDLS)实验的测试效率与测量精度,开发了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的多通道动态光散射自相关器。该自相关器利用FPGA同时采集4个散射角度的光子脉冲信号,实现高频脉冲计数和自相关计算;设计双计数器模块保证高频无丢失计数,结合片内环形寄存区与片外DDR3芯片实现动态存储数据;提出multi-tau相关器结构设计自相关器的相关计算模块,通过USB通信模块传输自相关计算结果。该自相关器利用有限的FPGA内部硬件资源,实现了多通道自相关运算,解决了大量计数数据的存储问题,提高了MDLS实验的测试效率。利用自相关器对50～200 nm的聚苯乙烯颗粒进行MDLS实验,实验结果与样品的标称粒径表现出良好的一致性,表明该设计能有效地表征颗粒粒径信息。     

锰矿矿浆颗粒粒度的超声测量方法研究

为了检测锰矿矿浆中反映矿粉特性的颗粒粒度参数,通过声学理论模型的推导和数值计算,分析颗粒粒径与超声衰减谱的关系和敏感度,实验测量体积分数达45%的高浓度锰矿矿浆在频率为3~6 MHz之间的超声衰减谱,基于预测模型,结合正则化反演算法,由实验数据计算出矿浆中颗粒粒度分布。结果表明:矿浆中矿粉颗粒的粒径分布曲线均呈现单峰分布。该结果与稀释样品的激光散射法和显微镜图像法测量结果较为吻合。     

双温度法改进动态光散射仪测量精度研究

提出了双温度法来提高动态光散射法测量纳米颗粒粒径的测量精度。在详细分析了动态光散射法中各种误差来源的基础上,总结出大多误差来源与样品池的温度变化无关,讨论了温度对溶液的黏滞系数及系统的扩散系数影响,在此基础上提出了双温度法剔除与样品池温度无关的噪声来源,从而改善动态光散射的测量精度。实验结果证明了改方法的可靠性。     

动态光散射在颗粒检测中的应用

动态光散射是常用的一种用于检测颗粒粒径分布的方法。本文详细介绍了该技术在测量颗粒粒径、介电常数、传导率、旋转扩散系数、环境的影响以及结晶条件等方面的研究进展,并对该技术的发展及应用做出了进一步的讨论,提出了动态光散射方法存在的问题,以及克服动态光散射的背景噪声、提高光源质量以及建立更智能化的算法等研究方向。     

英国材料试验协会完成纳米技术标准修订

美国材料试验协会（ASTM）自2008年开始的一项纳米技术标准修订工作，日前结束。这项标准的编号为ASTME2490，内容为用光关联能谱法（PCS）测定悬浮状态下纳米材料的粒径分布方法指南。PCS是动态光散射法或准弹性光散射法。这项技术通常用于小于100纳米，特别是小于1纳米的极微小颗粒的测定。     

表面效应对动态光散射纳米粒径测量的影响

为探究表面效应对动态光散射法测量纳米粒度的影响,设计一种宽度可调的样品池,采用基于高速线阵CCD的动态光散射测量系统,对不同粒径的标准SiO_2颗粒进行测量。结果表明:样品池宽度小于1.3 mm时,粒径测量值随通道宽度减小线性增大,宽度为0.6 mm时,粒径测量值与自由空间中的测量值差距超过5%;样品池宽度较小时,颗粒布朗运动受到明显影响,动态光散射仪中使用微量样品池时,应根据样品池宽度对测量结果进行修正。     

应用弹性光散射技术检测中高浓度颗粒系的可行性初探

实现中高浓度颗粒系检测具有重大现实意义.本文中首先初步考察了基于弹性光散射技术的颗粒检测仪器工作于中高浓度颗粒系的一般限制,接着阐述了目前应用弹性光散射技术实现中高浓度颗粒系检测的主要思路,简略列举了产业界和学术界内相关技术发展概况,最后在总结关于一种微米级颗粒检测技术--透射光脉动法的前期研究结果的基础上,进而提出了研究建立复合脉动法实现粒径量程较宽、成本较低的中高浓度颗粒系检测的设想.     

多角度动态光散射法的纳米颗粒精确测量

基于动态光散射原理,采用自主研发的多角度动态光散射装置,对纳米及亚微米颗粒粒径准确测量方法进行了探究。自研装置采用带有光阑组的精密入射光路设计,以及匹配液池及Beam-stop设计,极大提高了信噪比;同时避免了测量角度的互补方向上,由于样品池与空气界面折射率不同导致的反射光信号对有效信号的干扰。在此基础上,对不同浓度、粒径的聚苯乙烯(PS)颗粒溶液进行了测定及不确定度分析。结果表明,对同一粒径的PS颗粒,增加颗粒浓度时,多重散射首先发生于大、小测量角度,越接近90°,发生多重散射的浓度越高;随着粒径增大,受不可忽略的颗粒间相互作用的影响,粒径测量结果表现出了强烈的角度依赖性,甚至波动性。