動態光散射粒度分析儀如何計算平均粒徑

來源：美國布魯克海文儀器公司 2025年04月27日 07:13

　　在材料科學、化學、生物學等多個領域中，對顆粒粒徑的精確測量至關重要。動態光散射粒度分析儀作為一種高精度、非接觸式的測量工具，廣泛應用于納米至微米級顆粒的粒徑分析。本文將探討它如何計算平均粒徑。

　　動態光散射粒度分析儀的基本原理是利用激光散射現象。當激光束照射到顆粒樣品時，顆粒會散射出光波，這些散射光的波動與顆粒的布朗運動密切相關。小顆粒的布朗運動速度快，導致散射光波動快；而大顆粒的布朗運動速度慢，散射光波動則慢。通過光電探測器接收這些散射光信號，并將其輸送到儀器內的相關器進行數據處理，就可以得到顆粒的粒徑信息。

　　在計算平均粒徑時，動態光散射粒度分析儀首先會分析光強波動的關聯函數，即光子相關函數。這個函數能夠反映出顆粒的擴散系數，而擴散系數與顆粒的粒徑成反比。通過復雜的數學模型和算法，儀器可以將擴散系數轉換為粒徑大小。

　　為了得到平均粒徑，儀器通常會采用累積量分析的方法。這種方法會考慮所有檢測到的顆粒的粒徑信息，并計算出粒徑分布的統計特征。其中，Z-average（粒徑平均值）是一個重要的參數，它代表了所有顆粒粒徑的加權平均值，權重與顆粒的光強散射成正比。因此，Z-average能夠反映出樣品中顆粒的整體粒徑水平。

　　此外，該儀器還會提供其他類型的粒度數據，如光強分布（Intensity PSD）、體積分布（Volume PSD）和數量分布（Number PSD）等。這些數據可以從不同的角度反映顆粒的粒徑特征，但需要注意的是，它們的準確性和可靠性可能受到樣品性質、儀器參數和數據處理方法等多種因素的影響。

　　最后展示一組動態光散射粒度分析儀的圖片

　　綜上所述，動態光散射粒度分析儀通過激光散射原理和復雜的數學模型計算，能夠精確測量顆粒的平均粒徑。這一技術為材料科學、化學、生物學等領域的研究提供了有力的支持，推動了相關領域的快速發展。

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