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粒子大小分析仪
一、引言
粒子大小分析仪是一种便于为实验室、质检部门、制造厂商等提供方便并精确的分析粒子大小的仪器。粒子大小分析通常被用于测量粉末、悬浮液和乳液等中的微米级别的粒子。本文将深入探讨粒子大小分析仪的工作原理、测量方法和技术进展。
二、粒子大小分析仪的工作原理
1.动态光散射法
动态光散射法（DLS）是粒子大小分析仪常用的技术之一。DLS利用激光器发射出来的光束与悬浮物中的粒子相互作用，并通过检测粒子回散射光束的强度来确定粒子的大小。粒子在悬浮液中碰撞后会产生随机运动，这种运动会导致回散射光束的强度在短时间间隔内多次发生变化，这就是Brown运动。根据Brown运动的变化程度，可以通过自相关函数的分析计算出粒子的大小。
2.静态图像分析
静态图像分析（SIA）法是利用光学显微镜拍摄微粒悬浮液的连续图像，其分析原理是利用图像处理软件来计算粒子的大小、形状、面积等信息。SIA方法主要用于测量较大的微米级别粒子的大小和形状。静态图像分析法有不同的优点，例如测量范围更宽，获得更多形态参数等。
3.气孔技术
气孔技术（PSD）是通过气体吸附到固体表面来测量粒子大小的技术。气体在孔道内的吸附取决于气体分子的大小，因此可以通过气体被吸附的孔径大小计算粒子的大小。PSD法通常用于测量微米级到纳米级别的非球形或多孔性粒子。
三、粒子大小分析仪的测量方法
1.样品制备
在使用粒子大小分析仪之前，提前准备好样品是非常重要的。根据使用的方法，样品的制备可能很不同。例如，使用DLS技术进行测量的样品必须是透明的，并且浓度必须足够低以避免多重散射。其他方法可能需要样品的稀释，或通过磨碎等方法制备样品。
2.仪器操作
在测量之前，应该根据使用的技术调整好粒子大小分析仪的参数和设置。DLS测量可能需要设置一定的温度和粘度，以确保粒子的运动与期望的Brown运动相符合。STI和PSD方法可能需要通过读取吸附/解吸的等温线来计算粒子的大小。
3.数据处理
在获得测量结果后，需要对测量数据进行处理。数据处理的方法也因使用的技术而异。在DLS方法中，可以通过计算自相关函数来获得粒子的平均大小和分布。在SIA方法中，可以通过对微粒的图像进行处理获得粒子大小、形状和面积等信息。在PSD技术方法中，则可以通过计算气体在固体孔内的吸附等温线来计算粒子的大小。
四、粒子大小分析仪的技术进展
近年来，粒子大小分析仪技术不断进步，促使仪器的性能和功能得到提升。例如，由于一些应用场景需要较高的分辨率，因此现在的某些粒子大小分析仪可以用于同时捕捉和分析单个粒子的图像，从而获得更准确的结果。同时，集成芯片技术在粒子大小分析仪中的应用也越来越广泛，可提高分析速度和准确性。另外，涡旋流动技**术（EFL）方法也是业界关注的一个新方向，其在测量纳米级别颗粒上的优点已经开始被深入研究和使用。
五、结论
总之，粒子大小分析仪是一种用于测量粉末、悬浮液和乳液等中微米级别粒子大小的仪器。本文介绍了几种常用的粒子大小分析技术，包括DLS、PSD、SIA，以及相关的样品制备、仪器操作和数据处理方法。此外，我们还介绍了技术进步的新方向，包括高分辨率图像分析和集成芯片技术。随着技术的不断发展，粒子大小分析仪将在各种学科和行业有更广泛的应用。