納米激光粒度儀：基于動態(tài)光散射與光子相關光譜的粒徑測量技術

納米激光粒度儀的工作原理主要基于動態(tài)光散射（Dynamic Light Scattering,DLS）原理和光子相關光譜（Photon Correlation Spectroscopy,PCS）技術。以下是對其工作原理的詳細解釋：

動態(tài)光散射原理

當激光束照射到液體中的顆粒時，顆粒會散射光線。由于顆粒在液體中不停地做布朗運動，散射光也會隨時間發(fā)生動態(tài)變化。這種動態(tài)變化與顆粒的布朗運動速度密切相關。

布朗運動與顆粒大小的關系

布朗運動是微小顆粒在液體中由于受到液體分子無規(guī)則熱運動的撞擊而發(fā)生的無規(guī)則運動。顆粒越小，受到的撞擊越不均衡，布朗運動速度越快；顆粒越大，受到的撞擊相對均衡，布朗運動速度越慢。

光子相關光譜技術

光子相關光譜技術是一種用于分析動態(tài)散射光譜的統(tǒng)計方法。它通過對散射光強度隨時間的變化進行相關運算，得到顆粒的布朗運動速度信息。

Stokes-Einstein方程

Stokes-Einstein方程是描述顆粒在液體中布朗運動速度與顆粒大小、液體粘度等參數(shù)之間關系的方程。通過該方程，可以根據(jù)測得的布朗運動速度計算出顆粒的大小。

工作流程

1.激光照射：納米粒度儀發(fā)射激光束照射到待測液體中的顆粒上。

2.散射光收集：在某一固定角度收集散射光（本儀器采用90度）。

3.動態(tài)散射光譜分析：對收集到的散射光強度隨時間的變化進行分析，得到動態(tài)散射光譜。

4.光子相關光譜運算：采用光子相關光譜法對動態(tài)散射光譜進行統(tǒng)計及相關運算分析，得到顆粒的布朗運動速度信息。

5.顆粒大小計算：根據(jù)Stokes-Einstein方程和測得的布朗運動速度計算出顆粒的大小。

應用

納米激光粒度儀廣泛應用于化學、材料科學、生物學、醫(yī)學等領域，用于測量納米顆粒和微米顆粒的粒徑分布、顆粒濃度等參數(shù)。它在研究顆粒材料的性質(zhì)、制備工藝優(yōu)化、產(chǎn)品質(zhì)量控制等方面具有重要的作用。

綜上所述，納米激光粒度儀通過動態(tài)光散射原理和光子相關光譜技術，能夠準確、快速地測量液體中顆粒的大小和分布，為科研和工業(yè)生產(chǎn)提供了有力的支持。

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