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動態(tài)光散射納米粒度儀及zeta電位分析儀原理

當(dāng)激光照射到分散于液體介質(zhì)中的微小顆粒時，由于顆粒的布朗運(yùn)動引起散射光的頻率偏移，導(dǎo)致散射光信號隨時間發(fā)生動態(tài)變化，該變化的大小與顆粒的布朗運(yùn)動速度有關(guān)，而顆粒的布朗運(yùn)動速度又取決于顆粒粒徑的大小，顆粒大布朗運(yùn)動速度低，反之顆粒小布朗運(yùn)動速度高，因此動態(tài)光散射技術(shù)是分析樣品顆粒的散射光強(qiáng)隨時間的漲落規(guī)律，使用光子探測器在固定的角度采集散射光，通過相關(guān)器進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算得到相關(guān)函數(shù)，再經(jīng)過數(shù)學(xué)反演獲得顆粒粒徑信息。

動態(tài)光散射納米粒度儀及zeta電位分析儀性能特點(diǎn)

1、高效的光路系統(tǒng)：采用固體激光器和一體化光纖技術(shù)集成的光路，充分滿足空間相干性的要求，極大地提高了散射光信號的信噪比。

2、高靈敏度光子探測器：采用計數(shù)型光電倍增管或雪崩光電二極管，對光子信號具有*的靈敏度和信噪比； 采用邊沿觸發(fā)模式對光子進(jìn)行計數(shù)，瞬間捕捉光子脈沖的變化。

3、大動態(tài)范圍高速光子相關(guān)器：采用高、低速通道搭配的結(jié)構(gòu)設(shè)計光子相關(guān)器，有效解決了硬件資源與通道數(shù)量之間的矛盾，實(shí)現(xiàn)了大的動態(tài)范圍，并保證了相關(guān)函數(shù)基線的穩(wěn)定性。

4、高精度溫控系統(tǒng)：基于半導(dǎo)體制冷技術(shù)，采用自適應(yīng)PID控制算法，使樣品池溫度控制精度達(dá)±0.1℃。

5、數(shù)據(jù)篩選功能：引入分位數(shù)檢測異常值的方法，鑒別受灰塵干擾的散射光數(shù)據(jù)，并剔除異常值，提高粒度測量結(jié)果的準(zhǔn)確度。

6、優(yōu)化的反演算法：采用擬合累積反演算法計算平均粒徑及多分散系數(shù)，基于非負(fù)約束正則化算法反演顆粒粒度分布，測量結(jié)果的準(zhǔn)確度和重復(fù)性都優(yōu)于1%。

zeta電位分析儀測量

Zeta電位是表征分散體系穩(wěn)定性的重要指標(biāo)zeta電位愈高，顆粒間的相互排斥力越大，膠體體系愈穩(wěn)定， 因此通過電泳光散射法測量zeta電位可以預(yù)測膠體的穩(wěn)定性。

原理

帶電顆粒在電場力作用下向電極反方向做電泳運(yùn)動，單位電場強(qiáng)度下的電泳速度定義為電泳遷移率。顆粒在電泳遷移時，會帶著緊密吸附層和部分?jǐn)U散層一起移動，與液體之間形成滑動面，滑動面與液體內(nèi)部的電位差即為zeta電位。Zeta電位與電泳遷移率的關(guān)系遵循 Henry方程，通過測量顆粒在電場中的電泳遷移率就能得出顆粒的zeta電位。

zeta電位分析儀性能特點(diǎn)

1.利用光纖技術(shù)集成發(fā)射光路和接收光路，替代傳統(tǒng)電泳光散射的分立光路，使參考光和散射光信號的傳輸不受灰塵和外界雜散光的G擾，有效地提高了信噪比和抗干擾能力。

2.先對散射光信號進(jìn)行頻譜預(yù)分析，獲取需要細(xì)化分析的頻譜范圍，然后在窄帶范圍內(nèi)進(jìn)行高分辨率的頻譜細(xì)化分析，從而獲得準(zhǔn)確的散射光頻移。

3.基于雙電層理論模型，求解顆粒的雙電層厚度，獲得準(zhǔn)確的顆粒半徑與雙電層厚度的比值，再利用最小二乘擬合算法獲得精確的Henry函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)而有效提高了zeta電位的計算精度。

Henry函數(shù)的取值：

當(dāng)雙電層厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于顆粒的半徑，即ka>>1，Henry函數(shù)近似為1.5。雙電層厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于顆粒半徑時，即ka<<1，Henry函數(shù)近似為1.0。使用最小二乘曲線擬合算法對Wiersema計算的精確Henry函數(shù)值進(jìn)行擬合， 得到優(yōu)化Henry函數(shù)表達(dá)式.

強(qiáng)大易用的控制軟件

ZS-920系列儀器的控制軟件具有納米顆粒粒度和zeta電位測量功能，一鍵式測量，自動調(diào)整散射光強(qiáng)， 無需用戶干涉，自動優(yōu)化光子相關(guān)器參數(shù)，以適應(yīng)不同樣品，讓測量變得如此輕松?？刂栖浖哂袠?biāo)準(zhǔn)化操作(SOP)功能，讓不同實(shí)驗(yàn)室、不同實(shí)驗(yàn)員間的測量按照同一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，測量結(jié)果更具有可比性。測量完成自動生成報表，以可視化的方式展示測量結(jié)果，讓測量結(jié)果一目了然。