儀器型號(hào)：AccuSizer 780 A9000 FX-MD

工作原理：基于光阻法的集聚光束技術(shù)（Focused Light Obscuration&SPOS）

檢測(cè)范圍： 0.6μm-20μm

AccuSizer系列使用單粒子光學(xué)定徑SPOS的方法來快速計(jì)數(shù)和確定粒子的粒徑，一次通過一個(gè)，構(gòu)建一個(gè)真實(shí)的粒子大小分布。AccuSizer FX在更高的粒子濃度下使用這種原理進(jìn)行測(cè)量。FX系列傳感器，采用集聚光束技術(shù)，通過探測(cè)區(qū)域性的粒徑分布和濃度，計(jì)算出整體的濃度。雙檢測(cè)器搭配，可真實(shí)的對(duì)大量粒子樣本進(jìn)行粒徑測(cè)試并計(jì)數(shù)，樣品濃度達(dá)到10E12#/ml，粒徑檢測(cè)范圍0.15 μm – 150 μm。

AccuSizer FX-MD利用集聚光束技術(shù),準(zhǔn)許傳感器聚焦到一個(gè)特定的區(qū)域使得測(cè)試濃度達(dá)到10E6個(gè)/mL，測(cè)試范圍為0.6μm-20μm。這些是數(shù)千倍的濃度水平高于傳統(tǒng)傳感器。盡管其他技術(shù)也嘗試過這種方法來監(jiān)視高濃度流程流，但它一直受到低分辨率和準(zhǔn)確性的困擾。FX和FX Nano采用了的光電混合技術(shù)，保持了與傳統(tǒng)SPOS傳感器相同的分辨率和精確度。AccuSizer FX監(jiān)測(cè)散射信號(hào)大小下限0.7µm。傳統(tǒng)的單粒子光學(xué)粒徑尺寸下限的限制因素之一是需要找到足夠干凈的稀釋劑，這樣它們就不會(huì)添加或構(gòu)成被分析樣本的大部分背景計(jì)數(shù)。由于FX傳感器能夠在較小的尺寸范圍內(nèi)檢測(cè)，背景計(jì)數(shù)級(jí)別不再是一個(gè)問題。在過去，幾千個(gè)背景計(jì)數(shù)會(huì)引起極大的關(guān)注，但現(xiàn)在濃度超過100萬，幾千個(gè)背景計(jì)數(shù)不會(huì)影響整體分布。與其他儀器不同的是，F(xiàn)X在幾分鐘內(nèi)可以計(jì)數(shù)和測(cè)量數(shù)十萬個(gè)粒子。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1、高濃度下檢測(cè)范圍廣，0.6μm-20μm；

2、超高稀釋因子

3、濃度測(cè)試上限高，1012#/ml；

4、高分辨率，高靈敏性，統(tǒng)計(jì)精度高；

粒子靈敏度 ≤10PPT

粒徑準(zhǔn)確度 ≥98%

粒子計(jì)數(shù)準(zhǔn)確度 ≥90%

5、可自定義32個(gè)用戶自定義檢測(cè)通道；

6、數(shù)據(jù)結(jié)果以多種形式和格式呈現(xiàn)，并可以追溯歷史數(shù)據(jù)；

7、模塊化設(shè)計(jì)，便于升級(jí)及維護(hù)；

8、集自動(dòng)稀釋、自動(dòng)檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理以及自動(dòng)清洗等自動(dòng)化功能與一身；

9、數(shù)據(jù)結(jié)果以多種形式和格式呈現(xiàn)；

高精確度

AccuSizer 780 A9000 FX-MD自動(dòng)稀釋納米大顆粒計(jì)數(shù)器擁有高精確度，能準(zhǔn)確測(cè)量樣品的粒徑分布和顆粒濃度，在比較樣品的過濾效率、影響因素等方面起到巨大的作用。

高分辨率

高通道的優(yōu)勢(shì)換來的是高分辨率的優(yōu)勢(shì)。所謂分辨率，在這里指的是分辨同一體系內(nèi)不同粒徑大小的能力。得益于超前的設(shè)計(jì)理念和軟硬件組合，AccuSizer 780系列儀器除了能夠呈現(xiàn)不同于經(jīng)典光散射的顆粒計(jì)數(shù)分布外，相對(duì)于經(jīng)典的電阻法和光阻法，具有更高的分辨率和精準(zhǔn)性。它不會(huì)錯(cuò)過任何“尾部" 大顆粒，而這些“尾部"大顆粒往往是決定產(chǎn)品好壞的標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 AccuSizer 780 高分辨率展示

如圖2所示，同一個(gè)樣本中混合了0.7μm,0.8μm,1.3μm,2μm,5μm,10μm,15μm,20μm,50μm,100μm,200μm 11種標(biāo)準(zhǔn)PSL粒子，AccuSizer 780可以很容易將每種不同大小的標(biāo)粒區(qū)分清楚。

圖3 SPOS VS Laser diffraction

圖3展示了同一個(gè)樣本在SPOS技術(shù)和激光衍射法（Laser diffraction，LD）粒度儀中測(cè)得的結(jié)果。樣本使用的是過400目篩(37μm）的樣本。SPOS技術(shù)（綠色線）顯示在35μm以上是沒有粒子的，這和實(shí)際情況相符。但是使用LD檢測(cè)得到的僅僅是“相似"的分布，但是在100μm本來沒有顆粒的情況下卻給出了還有大量大顆粒的假性結(jié)果。

工作原理

目錄結(jié)構(gòu)：

1.單顆粒光學(xué)傳感技術(shù)簡(jiǎn)介

2.傳統(tǒng)光阻法和光散法測(cè)量粒度的原理

3.PSS的SPOS技術(shù)介紹

4.何為聚集光束技術(shù)

前言

單顆粒光學(xué)傳感技術(shù)（Single Particle Optical Sizing, SPOS）是一種用于測(cè)量溶劑中懸浮粒子的大小和數(shù)量濃度的激光粒度檢測(cè)通用技術(shù)。在SPOS技術(shù)中液體懸浮液中的粒子流經(jīng)傳感器的樣品池時(shí)，在激光光源的照射下，被阻擋或者被散射的光會(huì)轉(zhuǎn)變成脈沖電壓信號(hào)，脈沖信號(hào)的大小是由粒子的截面面積和物理判定規(guī)則即光散射或者光阻共同決定的。光阻也被稱為不透光度或者光消減。而粒子間的相互阻擋和散射是和粒子的大小和濃度是有關(guān)系的，利用脈沖幅度分析器和校準(zhǔn)曲線便可以得到懸浮粒子的數(shù)量濃度和粒度大小分布。傳統(tǒng)光阻法可以測(cè)得1.5μm以上的粒子和并具有較高的分辨率。

單顆粒傳感技術(shù)（SPOS）常見粒度儀檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)粒徑分布中的重要不足—粒子數(shù)量的統(tǒng)計(jì)。自AccuSizer 780系列儀器誕生，以往以犧牲精確性和分辨率來換取檢測(cè)速度和易用的歷史一去不復(fù)返！

AccuSizer 780 A9000 FXnano-SIS 納米大顆粒計(jì)數(shù)器的集聚光束光阻技術(shù)（Focused Light Obscuration）是在傳統(tǒng)單LE光阻傳感器的單顆粒光學(xué)傳感技術(shù)的基礎(chǔ)上加入了FXnano傳感器。雙傳感器同時(shí)運(yùn)行的情況下，檢測(cè)下限由原來的0.5μm下探至0.15μm，使得該儀器在大顆粒檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用更加的廣泛。

粒粒皆清楚，不丟失任何細(xì)節(jié)。

2.傳統(tǒng)光阻法與光散射法原理

Figure 1 光阻法檢測(cè)示意圖

圖1為光阻法檢測(cè)原理圖，待測(cè)液體流過橫截面很小的流通池，流通池兩側(cè)裝有光學(xué)玻璃，激光器的光束通過透鏡組準(zhǔn)直，光束穿過流通池并被光電探測(cè)器所接收。若待測(cè)液體中沒有顆粒，則光電探測(cè)器接收到的光信號(hào)穩(wěn)定不變，輸出的電壓信號(hào)也恒定，將此恒定信號(hào)作為基準(zhǔn)電壓；若液體中有顆粒物質(zhì)，顆粒通過流通池傳感區(qū)域，將會(huì)遮擋激光，光電探測(cè)器接收到的光信號(hào)減小，產(chǎn)生一個(gè)負(fù)的脈沖電信號(hào)，如下圖2所示。

Figure 2 光電二極管信號(hào)

脈沖信號(hào)幅度與基準(zhǔn)電壓信號(hào)有如下關(guān)系：

（1）

式（1）中：E為顆粒遮擋引起的脈沖幅度；a為顆粒的有效遮擋面積（等效為球形）;A為光電探測(cè)器的有效面積；E0是沒有顆粒時(shí)的光電探測(cè)器所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓。因此，脈沖信號(hào)幅度對(duì)應(yīng)顆粒的大小，脈沖信號(hào)個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)顆粒的數(shù)量。

Figure 3 光散射法檢測(cè)原理圖

圖3為光散射法檢測(cè)原理圖，待測(cè)液體流過流通池，流通池兩側(cè)裝有光學(xué)玻璃，激光器的光束通過透鏡組準(zhǔn)直，光束穿過流通池，照射在光陷進(jìn)上。若待測(cè)液體中沒有顆粒，則光電探測(cè)器就收不到光信號(hào)，若液體中有顆粒，顆粒通過流通池，與激光光束發(fā)生散射現(xiàn)象。某一個(gè)（或幾個(gè)）角度下的散射光通過透鏡收集匯聚到光電探測(cè)器上，產(chǎn)生正的電信號(hào)脈沖，脈沖信號(hào)的幅度和散射光強(qiáng)成正比。根據(jù)信號(hào)的幅度和個(gè)數(shù)可以對(duì)液體中的微小顆粒進(jìn)行計(jì)數(shù)檢測(cè)。

當(dāng)光束照射含有懸浮微粒的液體時(shí)光能減弱。根據(jù)文獻(xiàn), 此時(shí)懸浮液中微粒會(huì)對(duì)光產(chǎn)生散射和吸收等作用,因?yàn)檫@些作用導(dǎo)致的光強(qiáng)減弱與微粒的濃度存在線性關(guān)系。在文獻(xiàn)中引用了如下公式,來描述當(dāng)微粒濃度較小時(shí),透射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之間的關(guān)系:

它對(duì)應(yīng)于因?yàn)樯⑸浜臀斩鴮?dǎo)致光的衰減總量。有米氏散射的理論，隨著微粒的增大，光強(qiáng)大量集中于前向0度角附近，圖1中我們也可以注意到這一點(diǎn)。（4）式中沒有考慮到這樣的事實(shí)：在光阻法檢測(cè)中，前向0角度附近的散射光仍然能夠被探測(cè)器接收，因此必須考慮對(duì)散射系數(shù)進(jìn)行修正。實(shí)際中（4）式變?yōu)椋?/p>

3.PSS技術(shù)的單顆粒光學(xué)傳感技術(shù)簡(jiǎn)介

經(jīng)過光感區(qū)域的粒子由于大小不同，光強(qiáng)隨之產(chǎn)生相應(yīng)的變化。將探測(cè)器收集的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，不同的電壓信號(hào)對(duì)應(yīng)不同的粒徑大小，從而得到微粒的粒徑。美國PSS粒度儀公司（Particle Sizing Systems）的單顆粒光學(xué)傳感技術(shù)（Single Particle Optical Sizing，SPOS）是在傳統(tǒng)光阻法（LE）大顆粒光學(xué)傳感技術(shù)的基礎(chǔ)上加入了激光散射模塊（LS）。在兩個(gè)模塊（LE+LS）同時(shí)運(yùn)行的情況下，檢測(cè)下限由原來純光阻的1.5μm下探至0.5μm。使得其在大顆粒檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用更加的廣泛。

SPOS技術(shù)對(duì)粒子的信號(hào)響應(yīng)方式是信號(hào)與特定粒子相對(duì)應(yīng)的。AccuSizer 780系列儀器中的傳感器通過兩種不同性質(zhì)的物理作用（）：光消減（light extinction, LE）與光散射（light scattering, LS）對(duì)通過傳感器的粒子進(jìn)行測(cè)定。光消減技術(shù)檢測(cè)通過流動(dòng)池的光強(qiáng)變化，擁有檢測(cè)粒子的粒徑范圍廣且與粒子組份無關(guān)等優(yōu)點(diǎn)。然而，它的靈敏度有限。另一方面，光散射技術(shù)具有相對(duì)窄的動(dòng)態(tài)粒徑范圍 (取決于檢測(cè)器/放大器的飽和值)，但能檢測(cè)到小粒徑的粒子，使用大功率激光光源還能檢測(cè)到粒徑更小的粒子。通過合并光消減和光散射響應(yīng)信號(hào)，傳感器可同時(shí)擁有這兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，因而在不損失單粒子分辨率巨大優(yōu)勢(shì)的前提下?lián)碛邢鄬?duì)較廣的動(dòng)態(tài)粒徑范圍。

4.何為集聚光束技術(shù)簡(jiǎn)介

集聚光束技術(shù)儀器采用雙傳感器檢測(cè)，。

LE系列傳感器采用單顆粒光學(xué)傳感技術(shù)（SPOS）：該技術(shù)是一種用于測(cè)量溶劑中懸浮粒子的尺寸和濃度的激光粒度檢測(cè)通用技術(shù)。在SPOS技術(shù)中液體懸浮液中的粒子流經(jīng)傳感器的樣品池時(shí)，在激光光源的照射下，被阻擋或者被散射的光會(huì)轉(zhuǎn)變成脈沖電壓信號(hào)，脈沖信號(hào)的大小是由粒子的截面面積和物理判定規(guī)則即光散射或者光阻共同決定的。光阻也被稱為不透光度或者光消減。而粒子間的相互阻擋和散射是和粒子的大小和濃度是有關(guān)系的，利用脈沖幅度分析器和校準(zhǔn)曲線便可以得到懸浮粒子的濃度和粒子大小的分布。

FX系列傳感器采用集聚光束技術(shù)（Focused Light Obscuration）：該技術(shù)在測(cè)量高濃度樣品上具有的優(yōu)勢(shì)。樣品均勻分布在傳感器的樣品池中，激光僅照射到樣品的一部分，探測(cè)區(qū)域中的入射光被粒子阻擋和散射，光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)變成脈沖電壓信號(hào)，脈沖電壓的高度取決于粒子的大小和通過光束的距離，通過去卷積計(jì)算將得到的脈沖分布轉(zhuǎn)變成粒徑分布。得到樣品的照射區(qū)域的粒徑分布后，通過計(jì)算放大倍數(shù)，從而得到樣品的整體粒徑分布。集聚光束技術(shù)通過大幅度消減照射區(qū)域（view volume），從而擴(kuò)大檢測(cè)濃度范圍，降低檢測(cè)粒徑下限，已成為一項(xiàng)技術(shù)。

5. 的自動(dòng)稀釋原理介紹

單顆粒光學(xué)傳感技術(shù)（Single Particle Optical Sizing, SPOS）雖然具有的量化粒度分布的優(yōu)點(diǎn)，但是相應(yīng)的粒子間的重合效應(yīng)會(huì)造成檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)。PSS粒度儀使用的自動(dòng)稀釋機(jī)制，可以將樣品稀釋到目標(biāo)濃度，然后再采集數(shù)據(jù)，保證粒度可以以“single"狀態(tài)通過傳感器，從而實(shí)現(xiàn)高濃度樣本的檢測(cè)。

系統(tǒng)可以根據(jù)稀釋倍數(shù)自動(dòng)計(jì)算給出原樣品顆粒濃度，解決了高濃度樣品的檢測(cè)難題，適合測(cè)試其他技術(shù)手段無法檢測(cè)高濃度樣本，更加適合測(cè)量樣品量稀少且珍貴的樣品。

儀器參數(shù)

配件

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