新穎納米激光粒度分析儀的納米樣品粒度分布測量方法——超聲衰減譜法

超聲衰減譜法(UASA)可用于測量透光性差以及濃度相對較高的乳濁液和懸濁液。根據(jù)粒徑與超聲波波長之間的關(guān)系可以將超聲在懸濁液中的傳播分為短波長區(qū)、中波長區(qū)和長波長區(qū)等三種條件。

超聲衰減譜法利用超聲波在通過含有顆粒相的連續(xù)介質(zhì)時(shí)所引起的依賴頻率變化的衰減譜來測量顆粒粒度。有如下假設(shè)：

●滿足“長波長”條件，即ka1 的情況（k 為入射平面壓縮波的波數(shù)）。此條件的確立使得在頻率一定的情況下，可以測量粒度遠(yuǎn)小于波長的顆粒尺寸。在使用 標(biāo)稱中心頻率為50MHz 的高頻寬帶（衰減后可利用頻寬范圍達(dá)25MHz-62MHz）超聲波表征納米級顆粒粒度時(shí)，ka≈2.5×10-31；

●只考慮熱傳導(dǎo)和粘性機(jī)制引起的損失。

●只考慮單散射效應(yīng)。當(dāng)被測懸濁液或乳濁液的體積濃度高于13%時(shí)會產(chǎn)生復(fù)散射效應(yīng)。而當(dāng)體積濃度低于13%，且顆粒相分布均勻時(shí)，可認(rèn)為顆粒間只存在單散射效應(yīng)。

當(dāng)前，以納米激光粒度分析儀為代表的實(shí)驗(yàn)室粒度檢測設(shè)備已經(jīng)非常成熟。但是激光粒度儀（無論是靜態(tài)散射光還是動態(tài)散射光原理的）的在線系統(tǒng)應(yīng)用，一直受制于三個(gè)應(yīng)用的前提條件：需光源直接照射樣品，需要較好的光信號接收結(jié)構(gòu)，需要恰當(dāng)?shù)臉悠窛舛?。超聲衰減譜法的非浸入式測量特性，為實(shí)現(xiàn)快速在線測量提供了有力支持。目前已經(jīng)有微米級的超聲衰減譜法在線粒度檢測系統(tǒng)，相信不久的將來，納米級的在線系統(tǒng)也會出現(xiàn)在我們面前。