空气过滤器在激光粒度仪中的应用

 

0 引言

 

激光粒度仪是通过颗粒的衍射或散射光的空间分布（散射谱）来分析颗粒大小的仪器，采用Furanhofer衍射及Mie散射理论，测试过程不受温度变化、介质黏度，试样密度及表面状态等诸多因素的影响，只要将待测样品均匀地展现于激光束中，即可获得准确的测试结果。

 

激光粒度仪是目前应用得广泛的粉体粒度测试仪器，由于其测试时间短，可以快速获得测试结果和分析图谱，因而在水泥行业中广泛用于测定水泥的粒度分布。水泥的粒度分布情况对水泥性能有着决定性的影响，为此准确地测定水泥的粒度分布是分析水泥性能的重要前提[1]。近年来，随着我国水泥工业绿色水泥、矿物掺合料等技术与产品的出现，对粉体粒度的检测方法、表征与调控技术提出了更高的要求。

 

1 问题分析

 

      目前广泛运用的激光粒度仪都包含有空气压缩系统、激光粒度测试系统和收尘系统。这三个系统均属于比较成熟的技术，但对测试环境有严格的要求。激光粒度仪在正常使用过程中需要用压缩空气作为样品传输和分散的媒介，但是激光粒度仪设备本身并没有配套压缩空气过滤装置，不能很好地分离压缩空气中的水分和尘埃，致使其进入仪器内部，污染仪器的精密元件，降低仪器的测试性能，直接影响测试结果的准确度及精密度，缩短仪器的使用寿命。

 

      另外，水分和尘埃容易造成测试样品颗粒的团聚，会使样品颗粒不再是单一的颗粒形态，而是由多个颗粒组成团聚颗粒，不能处于良好的分散状态，团聚的颗粒会直接影响测试的结果，产生测试误差。

 

2 解决方法

 

为了解决上述问题，在空气压缩系统和激光粒度测试系统之间增加可以过滤压缩空气中水分和尘埃的装置，即一种三级压缩空气过滤装置，以达到减小测试结果误差和保护仪器的目的。图1为增加三级过滤器后测试系统示意。

 

 

空气过滤装置（也称空气过滤器），一般用于洁净车间，洁净厂房，洁净手术室、实验室及洁净室，或者用于电子机械通信设备等的防尘，有粗效、中效、中高效、亚高效及高效过滤器共5种型号。各种型号有不同的标准和使用效能。本设计使用的是一种三级压缩空气过滤装置，这三级排列顺序依次为P级、M级和S级过滤器，每一级均使用高效过滤器，并且后一级的过滤效果比前一级的过滤效果更高、更精细。各级过滤器的作用见表1。

 

表1 各级过滤器作用情况

 

3 应用效果

 

在实际的检测工作中，通过在样品检测前进行三道过滤，有效去除了样品输送和分散媒介空气中的水分和尘埃，有效避免水分和尘埃等污染物污染仪器的精密元件，提高了仪器的准确度和精密度，并延长仪器的使用寿命。

 

图2为使用三级过滤器前后水泥样品测试结果对比。

 

从图2中的样品颗粒频度分布曲线可知，使用过滤器后测得的颗粒分布更接近水泥的理想颗粒分布，40μm以上的颗粒更少，降低了因团聚引起的测量误差。