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納米粒度分析儀的基本原理與工作機制

更新時間:2025-06-06  |  點擊率:137
  納米粒度分析儀是一種用于測量納米級顆粒尺寸分布的儀器,廣泛應用于化學、制藥、食品、環(huán)境保護、材料科學等領域。它的基本原理是利用光散射、動態(tài)光散射技術等方法來分析顆粒的大小、分布和形態(tài)。
  一、基本原理
  納米粒度分析儀的工作原理通常基于動態(tài)光散射技術。DLS是一種利用光的散射現象,通過分析顆粒在溶液中的布朗、運動來測量顆粒粒度的技術。
  1布朗運動:布朗運動是微小顆粒在液體中由于熱運動而發(fā)生的無規(guī)則運動。納米級顆粒的布朗運動速度與顆粒的大小密切相關,較小的顆粒運動較快,而較大的顆粒運動較慢。
  2、光散射原理:當激光光束照射到顆粒時,顆粒會反射或散射光線。根據散射光的強度和角度變化,可以獲得顆粒的運動速度。DLS技術通過分析散射光的時間相關性,來推算顆粒的尺寸分布。
 

納米粒度分析儀

 

  二、工作機制
  納米粒度分析儀的工作機制可以分為幾個主要步驟:
  1、激光照射與光散射
  首先,激光束被導入樣品池,照射到樣品中的納米顆粒。當激光光束照射到樣品中的顆粒時,顆粒會發(fā)生散射現象。顆粒的大小、形狀、折射率等因素影響光的散射模式。
  2、檢測散射光
  散射光經過光學系統(tǒng)的透鏡和濾光片,通常會被一個探測器接收。不同角度的散射光可以提供關于顆粒大小的不同信息,常見的角度測量包括前向散射和側向散射。
  3、光的自相關函數分析
  通過采集散射光的強度隨時間的變化,儀器會生成光強的自相關函數。通過對自相關函數的數學處理,尤其是利用庫倫模型等理論模型,可以推導出顆粒的平均尺寸、粒度分布、分布寬度等信息。
  4、數據處理與輸出
  通過對散射數據進行復雜的數學處理,如反演算法,會根據測得的散射數據計算出顆粒的粒度分布圖。結果通常以粒度分布直方圖的形式呈現,顯示顆粒的不同粒徑及其占比。
  納米粒度分析儀的基本原理依賴于動態(tài)光散射技術,通過分析顆粒在溶液中的布朗運動,結合光散射強度的變化,來測量顆粒的大小和分布。這種方法具有高分辨率、快速、無損等特點,廣泛應用于納米技術、材料科學、生物醫(yī)藥等領域。
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