激光粒度儀對粉體企業來說,是最基礎、也最關鍵的檢測設備。但在實際使用中,用戶往往有以下困擾:儀器提供了幾種不同的反演計算模型,同樣的樣品(對應同樣的散射光分布數據),用戶選擇不同的計算模型,儀器就會給出不同的結果。哪一個結果是正確的?尤其是儀器廠家推薦用戶使用的“通用”模型,測量顆粒標準樣品的結果往往是錯誤的,那么這個模型測量計算用戶的實際樣品,結果是否正確?這些痛點長期困擾著顆粒材料企業,也是世界激光粒度儀行業的核心難題。
在11月22日舉辦的“中國顆粒學會顆粒測試專委會40周年活動”上,真理光學在其新品發布會上隆重推出了新一代LT3900激光粒度分析儀。它不僅是傳統意義上的“參數升級”——粒徑測量范圍覆蓋0.01到4000微米,而且實現了全量程、全樣品類別一鏡到底:用戶無需選擇分析模型,儀器給出唯一確定結果。讓激光粒度分析的能力整體往前邁了一步,成為世界標桿。

LT3900激光粒度分析儀揭幕儀式
行業難點:量程擴展依賴“拼接”,可靠性不足
在激光粒度分析領域,如何同時提升納米級下限與毫米級上限,一直是行業公認的技術難題。
長期以來,主流儀器普遍采用“雙光源、三光源甚至多光源拼接”,或額外“嫁接圖像模塊”來擴大量程。但這類方案本質上是依賴不同測量系統的組合,存在難以避免的結構性缺陷:
l 多光源之間的銜接不可避免地引入拼接誤差;
l 圖像法與激光衍射原理迥異,拼接后結果失真嚴重。
更關鍵的是,傳統正入射測量窗口存在“全反射盲區”,400nm 以下顆粒的散射光信息缺失,這意味著即使標稱“下限幾十納米”,實際常常只能測到亞微米邊緣。這也造成了許多用戶實際測得的下限與官方標稱存在差距。

常規激光粒度儀測量窗口的全反射盲區示意圖
創新光路破局:LT3900實現0.01~4000 微米“一鏡到底”
為了擴展量程并避免上方兩個難題,真理光學經過五年的原創技術攻關后推出了全新一代激光粒度分析儀LT3900。該產品并沒有沿用行業常見的“多光源補量程”路線,而是在LT3600 Plus梯形窗口與ACAD補償算法的技術底座上進一步深化,重新設計了光路結構,使得激光粒度分析儀進一步拓展表觀量程達到0.01~4000微米。


真理光學全新一代LT3900激光粒度分析儀
其核心原創技術包括:
l 無衍射照明光學模組:消除雜散光、提升信噪比;
l 超大角散射光增強技術:擴展散射角范圍;
l 弱散射光抗干擾技術:精準捕獲納米級微弱散射光;
l 后向散射角擴展技術:結合斜置窗口顯著縮小盲區。

LT3900創新的光路結構

LT3900的全反射盲區
最終使LT3900的D50下限從100nm推至40nm,上限從 800μm 擴展到 3500μm(文檔實測 D50 可達 3000μm),并全程“一鏡到底”,無需更換透鏡或采用多光源拼接。

標準物質驗證結果
實測數據驗證:D50從40nm到3000μm的全區間可靠性
真理光學堅持用數據驗證能力。在對40nm~3000μm的標樣驗證中,使用統一的反演模型一鏡到底。結果顯示,LT3900的D50測量值全部落入不確定度區間,重復性偏差遠低于 0.5%。以下是部分具有代表性的樣品數據:
l 40nm乳膠微球:D50=41.8nm,重復性偏差=0%
l 107.3μm玻璃微珠:RSD=0.037%
這些結果表明 LT3900 的高精度并非“理論值”,而是可以經受考驗的實測性能。

LT3900優異性能的實測數據驗證
性能背后的科學根基:從ACAD異常到反演統一化
LT3900之所以能實現性能上的巨大提升,關鍵來自研發團隊對基礎科學問題的持續研究。張福根博士團隊在早期研究中首次揭示并解決了“愛里斑反常變化(ACAD)”:透明顆粒在 0.4~6 μm范圍內會出現散射角與粒徑之間非單調關系,導致傳統反演算法在這一段基本失效。

愛里斑尺寸(散射角)隨粒徑的變化,橫坐標α為無因次參量,正比于粒徑
ACAD補償修正技術正是為此而生,使LT3900 能在全量程統一米氏模型的情況下獲得穩定解算,無需用戶選擇分析模式。再疊加斜置窗口對盲區的壓縮、20kHz 高速采樣等技術加成,LT3900得以在真實樣品中呈現平滑、可信的粒度分布。
應用價值:為新材料產業提供“測量底氣”
在先進陶瓷、生物醫藥、固態電池、電子漿料、高端涂料油墨等領域,粒度控制是性能優化與質量穩定性的核心控制點。過去,企業往往需要多臺儀器覆蓋不同粒徑段;現在,一個 LT3900就能覆蓋納米到毫米級全區間,為研發與質控帶來極大便利。

納米級紅墨水(左)及毫米級玻璃珠(右)的粒度分布
LT3900 的上線,不僅是參數更優秀這么簡單,而是在粒度儀領域樹立了一個新的標桿:從底層原理出發的硬核創新,方能成就高端儀器。未來,LT3900 將持續賦能產業升級,助力粉體新材料產業高效快速發展。
粉體圈
作者:粉體圈
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