納米粒度儀可根據(jù)顆粒在液體中的布朗運動的速度測定顆粒大小。微小粒子懸浮在液體中受到液體介質(zhì)的分子碰撞會產(chǎn)生無規(guī)則地布朗運動,布朗運動的速度依賴于粒子的大小和介質(zhì)粘度,粒子越小,或介質(zhì)粘度越小,布朗運動越快。粒子的布朗運動導(dǎo)致散射光強的波動和變化,而這種波動和變化的快慢與粒子粒徑有關(guān)。
嚴(yán)格來講,納米粒度儀在粒測試過程中,灰塵是不能帶入樣品池的,我們知道PM2.5都是2.5個微米了,如果實際測試樣品是納米顆粒,微米級顆粒的散射光強經(jīng)過6次方的放大后,小顆粒的散射光強會被徹底淹沒了。實際上,納米粒度儀的廠家也都明確了其測試樣品的多分散系數(shù)要求,一般來講,多分散系數(shù)> 0.7 的納米分散體系,基本是不適合動態(tài)光散射的方法分析。因此,如果您的納米粒度儀總是矯情,測試結(jié)果和電鏡差異較大,那首先考慮的是您是不是在測試納米顆粒,測試樣品的多分散系數(shù)有沒有超出動態(tài)光散射儀器的允許的范圍。
納米粒度儀數(shù)據(jù)處理的相關(guān)理論和粒徑反求方法的部分又分為三個小部分:
1.單分散體系的數(shù)據(jù)處理方法。這部分的數(shù)據(jù)處理比較簡單,本文簡單討論了利用多項式擬合的方法,給出了存在噪聲情況下的計算效果。
2.多分散體系的參數(shù)搜索法。采用Rosin-Rammler分布函數(shù)來模擬納米粒子系統(tǒng)的粒徑分布,這在實際中是很合理可靠的,可以大大簡化數(shù)據(jù)處理過程,縮短數(shù)據(jù)處理時間。細致討論了這種方法的誤差產(chǎn)生及解決方法。
3.任意納米粒徑分布的反求算法。這種方法在理論上可以對任意分布的粒徑體系進行求解,但是實際中求解難度較大。主要在于將所要求解的積分方程轉(zhuǎn)化為一個線性方程組,根據(jù)實際物理背景下該線性方程組的非負特性,利用非負最小二乘法的優(yōu)化方法來求解。通過模擬計算和誤差分析,我們發(fā)現(xiàn)該方法可以得到比較高效、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的計算結(jié)果。