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连载 | 光电探测器对激光粒度仪测试性能的影响(下)
  • 发布日期:2022-04-01      浏览次数:83
    • 光电探测器是激光粒度仪的关键器件,在激光粒度仪的制造成本中占据着较高的比例。光电探测器的性能直接影响仪器的测试性能。我们也通过一些实际样品的测试,考察不同成本探测器对测试性能的影响。在仪器光路、反演算法、探测器几何设计和布局相同的情况下,分别使用低成本(国产供应商)和高成本(进口供应商)的探测器,对比测试了乳胶微球,混合样品,实际工业样品等,考察测试结果的差异。

      乳胶微球样品:

      以下两图为乳胶微球样品的测试结果,可以看出使用高成本探测器的测试结果重复性更好,使用低成本探测器的测试结果重复性比较差,出现峰型漂移的情况。


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      高成本探测器

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      低成本探测器

       

      由于小颗粒的信号本身很微弱,保证较大的信噪比才能提高测量精度,如果探测器的信噪比不足够,测量的准确性就会受到影响。

      混合样品:

      我们把粒度大小不同的两种样品混合,考察探测器的分辨能力。以下两图为混合样品的测试结果。从粒度分布曲线对比可见高成本探测器可以分开两个单独的峰形,比例正常接近于理论值(1:1)。低成本探测器虽然也能分开两个单独峰形,但是比例不正常与理论值有差异,且在大颗粒端有异常的信号出现。

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      高成本探测器

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      低成本探测器

       

      探测器的探测环的宽度和加工质量决定对光信号的吸收范围,从而影响产生电流信号的强弱,对后续的电流转换部分会造成影响。探测器的内环面积较小,受噪声的影响较大,加工工艺水平对内环的信噪比影响非常大。


      实际工业样品:

      我们用一个实际的工业样品来对比不同探测器的灵敏度和分辨能力。从以下两图可以看出,高成本探测器有拖尾峰,可以分辨出样品里面含有的少量大颗粒。低成本探测器没有拖尾峰,不能测出样品里少量比例的大颗粒。高成本探测器的灵敏度和分辨能力优于低成本探测器。对于很多实际应用来讲,少量比例的大颗粒/小颗粒是最终产品以及生产过程质控的关键点,仪器是否有足够的灵敏度以分辨出这些颗粒的存在与否就显得非常重要。

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      高成本探测器

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      低成本探测器

       

      光电探测器能够将光信号转变为电信号,在实际的设计和使用中光电探测器的制作工艺是十分复杂的,材料价格也很昂贵。从以上测试例子可以看出,高成本的光电探测器(进口供应商)在信噪比,响应度,灵敏度,分辨能力,数据质量等方面均优于低成本的探测器(国产供应商)。为了保证仪器的高性能,欧美克坚持使用高成本的光电探测器。其中Topsizer系列,更是使用特殊定制的进口光电探测器,具有灵敏度高、精度高的特点,能够捕捉到极细微的光强变化,有效保证了颗粒散射光能信息的全面准确获取,高质量的光电探测器是确保仪器具有较高的分辨能力和灵敏度的前提。

      除了光电探测器硬件的物理品质,其排列布局对于激光粒度仪灵敏度亦有关键影响,欧美克粒度仪在传统的线性布置的探测器通道基础上,采用错位交叉的立体探测器布局,使得探测器对于散射光无检测性能弱化区间,在散射光探测角度范围内都具有更一致性的高性能响应。使得仪器具有灵敏的样品细微差异的识别性能。

          除此之外,在其他的硬件上,欧美克也是不惜成本的打造高水平仪器。例如Topsizer使用的高成本进口高性能氦氖激光器。以长寿命,低噪声,高稳定性著称的进口氦氖激光器,为仪器提供光学质量的偏振光源。气体激光器具有稳定的波长,欧美克使用的高性能光源系统同时具备功率稳定, 预热时间短, 偏振比高而稳定,模式纯度高等光学特性。确保仪器在不同工作环境下都能保持稳定工作,并带来无需标定依然准确的性能。

      Topsizer系列激光粒度仪是欧美克推出的粒度分析仪器。作为马尔文帕纳科的全资子公司,该系列仪器引入了光学设计,采用全球化的供应链体系,代表了当前国产激光粒度仪的高技术水平。Topsizer系列仪器量程宽、重复性好、分辨力高、真实测试性能强和智能化程度高等优点,应用遍及化工、机械、建材、能源、医药等现代工业的各个领域。很多用户选择欧美克激光粒度仪,尤其是Topsizer型号,除了对欧美克品牌和技术的信赖外,还因为其测试结果准确,灵敏度高。不管是制药用的原材料、制剂还是锂离子电池正负极材料等,Topsizer系列产品保证了测试结果和分析能力与国内外、行业上下游黄金标准保持一致,这不仅为用户节省了方法开发和方法转移上的时间和成本,更重要的是可避免粒径检测不准带来的经济损失和风险,无论在研发、过程控制还是质量控制上,都能够为用户保驾护航。

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