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在材料科學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域中，對(duì)顆粒粒徑的精確測(cè)量至關(guān)重要。動(dòng)態(tài)光散射粒度分析儀作為一種高精度、非接觸式的測(cè)量工具，廣泛應(yīng)用于納米至微米級(jí)顆粒的粒徑分析。本文將探討它如何計(jì)算平均粒徑。
動(dòng)態(tài)光散射粒度分析儀的基本原理是利用激光散射現(xiàn)象。當(dāng)激光束照射到顆粒樣品時(shí)，顆粒會(huì)散射出光波，這些散射光的波動(dòng)與顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)。小顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)速度快，導(dǎo)致散射光波動(dòng)快；而大顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)速度慢，散射光波動(dòng)則慢。通過(guò)光電探測(cè)器接收這些散射光信號(hào)，并將其輸送到儀器內(nèi)的相關(guān)器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，就可以得到顆粒的粒徑信息。
在計(jì)算平均粒徑時(shí)，動(dòng)態(tài)光散射粒度分析儀首先會(huì)分析光強(qiáng)波動(dòng)的關(guān)聯(lián)函數(shù)，即光子相關(guān)函數(shù)。這個(gè)函數(shù)能夠反映出顆粒的擴(kuò)散系數(shù)，而擴(kuò)散系數(shù)與顆粒的粒徑成反比。通過(guò)復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型和算法，儀器可以將擴(kuò)散系數(shù)轉(zhuǎn)換為粒徑大小。
為了得到平均粒徑，儀器通常會(huì)采用累積量分析的方法。這種方法會(huì)考慮所有檢測(cè)到的顆粒的粒徑信息，并計(jì)算出粒徑分布的統(tǒng)計(jì)特征。其中，Z-average（粒徑平均值）是一個(gè)重要的參數(shù)，它代表了所有顆粒粒徑的加權(quán)平均值，權(quán)重與顆粒的光強(qiáng)散射成正比。因此，Z-average能夠反映出樣品中顆粒的整體粒徑水平。
此外，該儀器還會(huì)提供其他類型的粒度數(shù)據(jù)，如光強(qiáng)分布（Intensity PSD）、體積分布（Volume PSD）和數(shù)量分布（Number PSD）等。這些數(shù)據(jù)可以從不同的角度反映顆粒的粒徑特征，但需要注意的是，它們的準(zhǔn)確性和可靠性可能受到樣品性質(zhì)、儀器參數(shù)和數(shù)據(jù)處理方法等多種因素的影響。
最后展示一組動(dòng)態(tài)光散射粒度分析儀的圖片
綜上所述，動(dòng)態(tài)光散射粒度分析儀通過(guò)激光散射原理和復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型計(jì)算，能夠精確測(cè)量顆粒的平均粒徑。這一技術(shù)為材料科學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域的研究提供了有力的支持，推動(dòng)了相關(guān)領(lǐng)域的快速發(fā)展。
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