激光粒度仪测试数据漂移的机理

激光粒度仪是一种应用最为广泛的粒度检测设备。它的测试原理是依据光的散射现象：光在行进过程中遇到颗粒时，将有一部分偏离原来的传播方向，这种现象称为光的散射或者衍射。颗粒尺寸越小，散射角越大;颗粒尺寸越大，散射角越小。激光粒度仪就是根据光的散射现象测量颗粒大小的(参考下图)。

　　激光粒度仪的主要部件构成图如下所示：

　　激光粒度仪的主要优点是量程大、测试重复性好、操作便捷。但是作为一种光学仪器，日常的测试操作和维护保养依然细心应对，否则会影响测试结果的可靠性。

　　大家对激光粒度仪工作原理和结构有了一个初步的了解后，会更容易理解我们接下来的正题。下面我们将介绍一些会导致激光粒度仪数据漂移的常见问题：

　　1、镜头和测试窗口玻璃污染

　　光学仪器的镜头污染是常见故障。激光粒度仪作为粉体检测设备，常常会面对多尘环境，测试窗口镜片则是会直接接触粉体样品的光学器件。聚焦透镜或者准直透镜等光学镜片受到使用环境中的浮尘污染或者发生霉菌污染，会使纯净的测量光束产生杂散光。这些杂散光会混入样品的散射光中干扰测试;测量窗口镜片上的污染物则会直接产生较强的散射光。因此，光学镜片污染是激光粒度仪测试结果漂移的首要元凶。应对办法主要是尽量让仪器处于干燥无尘的工作环境。经常按照操作规程清洗镜片，保证光学镜片的清洁。

　　2、激光光路偏移

　　激光器是会发热的器件，工作周期内，它们会周而复始的发热-降温-发热。任何物体都会有热胀冷缩现象，几何尺寸会随温度变化而变化。而激光粒度仪光路装配精度要求非常高，随着仪器使用周期延长，光路几乎不可避免的会出现偏移现象。光路偏移，会导致测量光束光能衰减、探测器排布角度发生漂移，从而导致测量数据漂移。应对这个问题主要靠仪器制造商从仪器设计上尽量减少出现光路偏移的可能性，同时定期校准光路也是非常重要的办法。

　　3、进样系统的循环、分散效能波动

　　这个环节导致的数据漂移比较隐蔽，所以容易被忽视。样品循环系统使用的介质特性、介质流速(干法仪器而言则是气压和气流量)、超声分散设备的工况、水泵转速这几个要点会明显影响测试数据，需要细心关注。应对这些问题的主要办法或者方法如下：

　　A、关注测试用水的质量，特别是那些以自来水为介质的用户。

　　B、干法仪器用户则需定期检查和维护保养空压机，空气过滤装置，收尘装置。保证分散样品的高压空气质量。

　　C、关注超声分散设备功率输出是否正常。

　　D、观察进样器的运转情况，发现有转速波动情况，及时维护。

　　4、光电探测器及其放大电路参数漂移

　　这类问题应该属于仪器制造质量水平问题，，一般来说任何电子电路和光电探测器都有工况漂移问题，差别只是漂移量不同。这类问题通常仪器用户自己是无法解决的，需要仪器制造商对仪器进行专门的电路工况系数校准。某些高水平的仪器，能够自行校准自身电路工况漂移。

　　5、测量参数、测量条件变动

　　分析模型、样品测量参数、测试环境(例如湿度、测试介质温度等)都有可能影响测试数据。我们首先要保证测试的分析模型、样品测量参数(特别是样品折射率)选择正确。测试环境的影响，视不同样品和仪器工作环境不同，影响也差别很大，很难简单举例说明。需要具体情况具体分析。

　　6、其它类特殊情况影响

　　A、镜片结雾问题。这个问题通常发生在春季潮湿季节或者是使用地下水做测试的用户。测量窗口镜片温度远低于室温时，很容易结雾。这个是固有的物理现象，只能是提高测试介质温度来解决。

　　B、激光器老化，导致光能波动大。这种情况需要更换激光器。

　　C、分散剂过期失效，这个问题比较隐蔽，但是也偶有遇到。应对办法当然是关注分散剂保存环境及其保质期限。

　　上述内容应该说是涵盖了大部分能够导致激光粒度仪数据漂移的问题(不包括仪器功能性故障类问题)，希望能给所有的激光粒度仪用户提供一点帮助。影响测试的细节很多，有不足之处也请大家海涵，欢迎多多指教。