在材料科學(xué)、化學(xué)、制藥、食品科學(xué)等領(lǐng)域,顆粒大小及其分布是影響產(chǎn)品性能和質(zhì)量的關(guān)鍵因素。為了準(zhǔn)確測(cè)量這些參數(shù),科學(xué)家們使用各種儀器和技術(shù),其中超聲波粒度儀因其高精度和非侵入性的特點(diǎn)而備受青睞。
粒度儀基于聲波在不同介質(zhì)中傳播速度不同的原理工作。當(dāng)聲波遇到懸浮在液體中的固體顆粒時(shí),會(huì)發(fā)生散射和衍射現(xiàn)象。通過(guò)分析這些聲波的變化,可以計(jì)算出顆粒的大小和分布。這種技術(shù)稱為超聲散射或超聲衍射。
超聲波粒度儀的主要組成部分包括超聲發(fā)射器、接收器、樣品容器和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。工作時(shí),發(fā)射器產(chǎn)生一束高頻聲波,穿過(guò)裝有樣品的容器。接收器收集經(jīng)過(guò)樣品散射或衍射的聲波,并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。然后,數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)利用專門的算法處理這些信號(hào),生成顆粒大小和分布的詳細(xì)報(bào)告。
與傳統(tǒng)的篩分法或光學(xué)測(cè)量法相比,粒度儀具有多個(gè)優(yōu)勢(shì)。首先,它適用于從納米到毫米范圍內(nèi)的廣泛粒徑測(cè)量,覆蓋了大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用的需求。其次,由于聲波能夠穿透不透明的介質(zhì),因此可以測(cè)量濃度較高的懸浮液或漿料。此外,超聲波測(cè)量是非侵入性的,不會(huì)對(duì)樣品造成損害或改變其性質(zhì)。
在實(shí)際應(yīng)用中,粒度儀被廣泛用于制藥行業(yè),用于監(jiān)測(cè)藥物顆粒的大小和分布,以確保藥效和生物利用度。在陶瓷和粉末冶金行業(yè),它用于控制原料的粒徑,以保證產(chǎn)品的均勻性和性能。在食品科學(xué)中,它用于分析面粉、乳劑等食品成分的顆粒特性,以優(yōu)化食品的口感和穩(wěn)定性。
隨著科技的進(jìn)步,超聲波粒度儀的功能也在不斷擴(kuò)展和升級(jí)。一些設(shè)備已經(jīng)集成了多波長(zhǎng)分析、在線監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化樣品處理等功能。這些創(chuàng)新不僅提高了測(cè)量的效率和準(zhǔn)確性,還為實(shí)時(shí)質(zhì)量控制提供了可能。