Laboratory Application of Laser Grain-Size Analyzer in Determining Suspended Sediment Concentration

Suspended sediment concentration(SSC) is an important parameter in marine sedimentology. With the development of technology, many acoustic and optical devices, such as the Laser In-Situ Scattering and Transmissometry, have been designed to measure in situ SSC and grain size distribution. But due to fund or other restrictions, many experiments were only conducted in laboratory, using an indoor laser grain-size analyzer and gravimetric method to measure grain size distribution and concentration, respectively. In this study the laboratory experiment is simplified by omitting the tiring step of gravimetric method. The connections between SSC and other parameters(obscuration, D50 and sorting index) were investigated based on 124 surface sediment samples collected from different offshore areas. A new method is developed for determining SSC in laboratory using a laser grain-size analyzer.

Mastersizer 2000激光粒度分析仪及其应用

概述了Mastersizer 2000激光粒度分析仪的原理与主要性能,在此基础上提出了测量应用中应注意的几个问题,并加以必要的分析。首先测量前最重要的问题是充分地准备样品,包括典型抽样、分散剂、表面活化剂和混合剂选用,超声波的使用等等;其次是要确保测量区的主要组成部件即检测器和样品池窗口一直是清洁的,并利用background测量装置纯化测量;最后被测样品的折光率和吸收率的正确输入也是一个关键因素;做好这些才有望获得重现性好的有效测量结果。

Mastersizer 2000分析报告解析

结合Mastersizer 2000激光粒度分析仪测量实践和实例,对典型的粒度分析报告的栏目内容和参数特征进行了较深入的解析,为激光粒度仪的应用与结果分析提供有益的参考。

Mastersizer 2000型激光粒度仪技术参数对粒度分布的影响

根据英国马尔文Mastersizer 2000型激光粒度仪的特点,探讨不同技术参数对样品粒度分布测试结果的影响。结果表明,影响样品粒度分布的主要参数为样品量(检测遮光度)、采集时间、循环速度、检测光源波长、反演光学模型及数学模型等;对于状态不明确的未知样品,应借助其他检测技术进行样品状态表征后,选择合理的光学模型和数学模型进行粒度测试。

Mastersizer 2000粒径仪对SiO_2粒径分析的影响因素研究

使用英国马尔文公司的Mastersizer 2000激光粒径仪来考察测量条件对Stber法制得SiO2粒径分布结果的影响。通过改变测量过程中的遮光度、泵速、超声波强度等参数,比较不同测量条件对测量结果的影响。实验结果表明,各种测量条件的变化都会对粒径分布结果产生重要影响,在进行测量时应该仔细地选择各项参数。本体系在测量过程中的遮光度不能高于26%,可行的泵速范围是1 500～3 000 r/min,不需要使用超声波帮助分散。

激光粒度仪在特殊土颗粒分析试验中的应用

采用激光粒度仪对膨胀土、黄土和红土进行了颗粒分析试验,研究了取样质量和超声波分散时间对试验结果的影响,发现遮光率与取样质量呈现很好的线性正相关,给出了特殊土在激光粒度仪法试验中适宜的遮光率范围(15%~25%)、取样质量(膨胀土取0.1~0.2 g,黄土取0.4~0.8 g,红土取0.2~0.4 g)和超声波分散时间(膨胀土取6 min,黄土和红土取2 min);激光粒度仪法试验结果的离散性,对于黄土和膨胀土较小,但对红土相对较大,红土平行试验中粒组含量极差的最大值为10.1%;与密度计法相比,激光粒度仪法测得的胶粒(0,0.002]mm含量偏小,而黏粒(0.002,0.005]mm或更大粒组的含量则偏大,可能是因为两者试验原理的不同而导致的;2种方法对红土的测试结果差异较大,与红土的特殊性质有一定关系。研究成果为激光粒度仪在特殊土颗粒分析试验中的应用提供了借鉴。

基于全局阈值分割的泥沙粒度分布测量及校正

针对泥沙颗粒灰度图像中的噪声和边缘模糊问题,提出了一种新的基于全局阈值分割方法。通过利用背景像素的正态分布特征和像素灰度值的突变点作为参考阈值,实现了有效的阈值分割,进而采用SURF检测和FLANN匹配方法验证了图像分割的准确性和可靠性。构建了泥沙颗粒形状测定系统,通过线性修正方法对系统误差进行了修正,将误差范围控制在±0.01 mm以内。进一步将该方法与马尔文激光粒度仪法进行了比较分析。结果表明:在D50—D60尺度下,两种方法的测量结果基本一致;当颗粒粒径小于D50时,测量结果偏大,大于D60时,测量结果偏小,平均百分位偏差在±0.02 mm范围内,相对百分位偏差在7%以内,证明了该方法的可靠性。

激光粒度分析仪测试条件对粒径分析的影响

合适的激光粒度分析仪测试条件对于粒径分布数据的准确性至关重要。对比不同粒径粉末在欧美克LS-909激光粒度分析仪、SCF-105B湿法进样器中的测试结果并进行分析。结果表明,对于小于1μm的粉末样品,建议超声60 min以上,遮光率选择5%~8%,泵速选择2000~3000 r/min;对于几十μm的粉末样品,可不超声,遮光率选择10%~15%,泵速选择1500~2500 r/min;对于几百μm的样品,建议不超声,遮光率选择10%~20%,泵速选择2500~3500 r/min。在以上条件下测得的数据可靠且重复性高。

激光粒度仪测定Y型分子筛粉体粒度的影响因素

采用带有湿法分散单元的马尔文激光粒度仪,对Y型分子筛粉体粒度进行测试,考察了加样方式、超声时间、折射率、吸收率、转速、遮光度等因素对粉体粒度的影响。结果表明:Y型分子筛粉体粒度的最佳测试条件为:预分散加样法,超声功率为40 W,超声处理时间为60 s,进样器转速为2500 r/min,样品遮光度为8%~15%,折射率为1.46,吸收率为0.001;经5次重复测定,D10,D50,D90(样品累计粒径分布百分数为10%,50%,90%时相对应的粒径)的相对标准偏差最高为6.275%,加权残差值最高为0.429。

影响沉积物粒度测量结果的多因素分析

为了分析沉积物粒度测量结果的影响因素,采用不同的前处理方法以及两种激光粒度分析仪器分析了采自金沙江某考古遗址处的样品,结果表明:(1)富含有机质及碳酸盐成分的深层样品在加入HCl处理后,粒度测量结果偏粗;有机质含量较少的浅层样品经加热处理后粒度偏粗。(2)对同一样品,贝克曼-库尔特激光粒度分析仪对含量相对较少的细颗粒组分更敏感,马尔文激光粒度分析仪对粗颗粒组分的检测效果更好。因此,针对不同沉积环境的样品,应需要采取不同的前处理方法,将所使用的数据建立在同一测量系统内,以期获得更准确的古环境信息。

浅谈激光粒度分析仪现状及计量常见问题与解决

激光粒度分析仪在化工制造、医药研制等多个领域被广泛应用,是目前颗粒测量技术的重要仪器,其仪器准确性和稳定性对于实验结果至关重要,然而在实际使用和计量过程中常会出现一些问题。本文分析了激光粒度分析仪的发展和使用现状,探讨出现常见问题及其成因,并提出相应的解决方案,为其正确使用、维护和计量溯源提供参考意见。

化妆品喷雾的雾化效果及其影响因素

化妆品喷雾的液滴粒径分布不仅影响产品的使用感,还关系到喷雾产品的安全性。为考察喷雾的雾化效果及其影响因素,采用高速动态激光粒度分析仪,研究了喷雾压力、喷嘴直径和表面活性剂类型对喷雾液滴粒径分布和比表面积平均直径(d_(32))的影响规律。结果表明,随喷雾压力的升高,d_(32)逐渐降低;随喷嘴直径的增大,d_(32)逐渐增大;随表面活性剂浓度的增加,d_(32)先减小后增加,在低质量分数时(≤0.10%),PEG-20甘油三异硬脂酸酯产生的喷雾粒径最小。

分散性对激光粒度仪检测碳酸锂粒度分布准确性的影响

采用马尔文激光粒度仪检测碳酸锂样品的粒度分布情况,并以D10、D50、D90为评价指标,研究超声分散时间、搅拌速度、分散剂、折射率、吸收率对碳酸锂粒度分布的影响。结果表明:超纯水-无水乙醇(1:1)体系分散效果略高于无水乙醇体系,但考虑能源循环利用因素,优选无水乙醇为分散剂。秉承节能降耗的理念,超声分散时间、搅拌速度优选临界值,分别为3 min、2500 r/min。因折射率、吸收率分别为1.59、0.1时,其粒度分布近标准正态分布,则折射率、吸收率优选此值。经重复性、中间性检测D10、D50、D90的相对标准偏差均小于3%,结合扫描电镜与激光粒度仪测试的粒度分布的高度一致性,表明该测试方法具有较高的稳定性,测试效果显著,利于推广。

激光粒度仪湿法测定不同形貌超细镍粉平均粒度的研究

超细镍粉诸多物化性质随粉末形貌、粒径等参量的变化发生显著改变,因此针对超细镍粉的粒度的准确测定至关重要。确定激光粒度仪测定超细镍粉平均粒度的最佳测试条件,选用湿法测定方法,以多孔状、片状和球状超细镍粉对研究对象,研究了分散剂种类、超声时间、分散剂质量分数、遮光度及采样轮数等参数对超细镍粉平均粒径测定结果的影响。结果表明,在实验选用的6种分散剂FMES、L64、CAB、PECPM、CTAC和G-18中,添加FMES分散剂测得的超细镍粉D50值最小,而添加G-18分散剂测得的超细镍粉D50值最大,表明FMES分散剂改善了3种形貌的超细镍粉在水中的团聚,使粒度测量的准确性更高。当超声时间为8 min时,孔状超细镍粉测得的D50=4.403 μm,片状超细镍粉测得的D50=1.345 μm,球状超细镍粉测得的D50=1.289 μm。随着超声时间持续延长,3种形貌的超细镍粉测得的D50值逐渐趋于平稳,其中片状和球状形貌超细镍粉测得的D50值与电镜测试结果较为相符,而孔状超细镍粉D50值与电镜测试结果差别明显,表明激光粒度仪湿法测定不适用于孔状形貌的镍粉。采样轮数与粒度测试值具有强线性相关性,超声时间为8 min时,相邻两轮的测试结果更相近,从而确定了适宜的超声时间为8 min。综上所述,确定了片状和球状超细镍粉平均粒度的最佳测试条件为:超声时间8 min、分散剂FMES质量分数1.5%、遮光度10%—20%。在最佳测试条件下重复测试6次,片状和球状超细镍粉的平均粒度数据具有较高的准确性和重现性。

基于激光粒度仪的悬移质泥沙颗粒级配试验研究

为探究国产激光粒度仪应用于悬移质泥沙颗粒级配分析时的准确性及适用性,以赣江外洲水文站为例,利用国产YRCC.NEG-2800型激光粒度仪和马尔文激光粒度仪对河流泥沙开展了准确性、重复性、平行性试验,并采用最小二乘法分析了两者试验结果的相关关系。结果表明:国产激光粒度仪的准确性、重复性、平行性误差小于3%,达到SL 42-2010《河流泥沙颗粒分析规程》要求,可应用于江西省河流悬移质泥沙颗粒级配分析。国产激光粒度仪与马尔文激光粒度仪的比测误差小,测试样本中最大误差仅为1.12%,分析的成果精度高。

激光粒度仪测试结果及其与沉降法、筛析法的比较

分析了Cilas 940L激光粒度仪的测试结果 ,并与沉降法、筛析法进行了比较。激光粒度仪测试结果的重复性较好 ,测量精度较高。对于玻璃珠样品 ,激光粒度仪和筛析法测试结果十分接近 ,对于天然沉积物 ,激光粒度仪测定的平均粒径偏粗 ,分选偏差。和沉降法相比 ,激光粒度仪测定的粘土组份 (<8)的含量为沉降法的 46 .7%～ 70 .5 % ,平均为 6 0 % ,测定的平均粒径较沉降法偏粗 ,分选偏差。造成激光粒度仪与沉降法。

用沉降法和激光法测定土壤粒度的对比研究

分别用激光粒度仪和沉降法测定了古水稻土剖面100个样品和下蜀黄土剖面105个样品的粒度分布。对两种测定方法所获结果进行了系统的对比分析。研究结果认为:①沿垂直剖面采集的系列样品不适合于讨论两种方法之间的相关性,质地多样化的表层土壤样品组合较适合讨论该问题;②对于黏粒和砂粒来说,两种方法之间的相关性很好,它们的相关系数分别为0.98和0.93,但激光法所测结果低于沉降法。对于粉粒来说,激光法所测结果明显高于沉降法,但两种方法之间的相关性较差;③沉降法和激光法都不可能测得"真实的"粒度,它们的结果反映了同一样品在不同方面表现出的粒度特点。

地质标准物质的粒度测量与表征实践

样品粒度是粉体地质标准物质的一项重要特性指标。长期以来地质标准物质的粒度一直是采用筛分法或沉降法检测,最终大多以加工样品通过一定筛目(一般为-200目)的比例来表达;近年来超细标准物质研制引入了以激光粒度仪为代表的粒度检测与分析的现代方法,并可以直观的粒度分布图和简洁明晰的特征粒径等多种方法来表达粒度分布特征,大大提升了粉体地质标准物质粒度分布特性的测量及表征水平。文章在前期采用激光粒度仪测量超细标准物质粒度分布特征工作的基础上,用此法测量了当今广泛使用的典型地质标准物质的粒度分布,为这些标准物质的正确使用和取样不确定度评价提供了重要依据;同时就今后地质标准物质乃至地质分析样品的粒度检测与表征提出建议。

两种激光粒度仪测量湖泊沉积物粒度结果的对比

湖泊沉积物粒度参数是湖泊沉积与环境演变研究中常用的环境指标,近年来激光粒度仪的发展和广泛使用更是促进了粒度指标的应用并在很大程度上提高了精度和效率.然而不同的激光粒度仪对于同一样品的测量会得到不同的结果,本文利用两种常见的激光粒度仪测量了西藏纳木错的两支岩芯,并对结果进行了对比分析.从仪器的重现性来看,Mastersizer2000型激光粒度仪要优于LS13320型激光粒度仪,而LS13320型激光粒度仪在对含量较少的细颗粒和粗颗粒的检测效果上优于Mastersizer2000型激光粒度仪;两种仪器得到的粒度参数d(0.1)和d(0.5)无论在变化趋势还是绝对数值上都较为相似,而d(0.9)的差异则较大.对比研究结果为利用湖泊沉积物粒度参数提取古环境信息研究提供了基础依据.

杭州湾北岸潮滩沉积物粒度的时间变化及其沉积动力学意义

2002年5月-2003年4月对杭州湾北岸中潮滩一个固定观测点表层沉积物进行逐日取样,采用库尔特LS100Q型激光粒度仪进行粒度分析,探讨潮滩沉积物粒度随时间的演变。结果表明,潮滩粒度特征在时间上有明显的变化,1-6月潮滩堆积期间沉积物粒度较细,7-12月潮滩侵蚀期间沉积物较粗,其中1月和7月为潮滩冲淤转换期间沉积物粒度显示双峰分布;沉积物年平均粒度亦显示双峰分布,细颗粒部分主要是由于悬沙落淤形成,而粗颗粒部分主要是由于潮滩下部粉、细砂物质向上推移形成。通过潮滩沉积动力学的探讨阐明了潮滩沉积物粒度演变的原因和特点。