測量原理

測量原理

顆粒會散射光，部分顆粒還會吸收光。DCP 使用一束 LED 光，下列關系式描述了其基本原理。該分析基于光散射的一種簡化形式，即濁度。該分析基于光散射的一種簡化形式，即濁度。靜態和動態光散射通過量化散射光來計算粒徑，而濁度只需要能夠測量由于散射和/或吸收而損失的光，本質上是通過透射率的降低來實現的。

• I_t = ?I₀ exp (-Q_ext * C * L)? 其中 I₀ 為入射光強度，I_t 為透射光強度
• Q_ext=消光效率=f(d_p，n_p/n_f，λ)
• c = 質量濃度
• L = 光程（圓盤中旋轉液的寬度）
• 光或者被吸收或者被散射，這兩者的總和被稱為消光。
• 消光是粒徑的強函數。當 d_p ≤ 5μm 時，需要進行顯著的光學校正
• 對于高密度材料（如金屬氧化物），該方法靈敏度高但定量性較差，因為在這種情況下Q_ext 不易準確計算。

計算顆粒直徑的關鍵方程式為：

注意，時間與粒徑的平方成反比。

其中：

t = 時間

?_L = 液體粘度

R_D = 檢測器到圓盤中心的距離

R_I = 液面到圓盤中心的距離

ρ_p = 顆粒密度

ρ_L = 液體密度

BI-DCP 獲得的最終粒徑分布取決于流體動力學，因為這決定了粒子帶到達檢測器所需的時間。在考慮具有復雜折射率的材料（如金屬和金屬氧化物顆粒）時，光學校正變得更加困難。這類樣品更適合采用 X 射線檢測。原子質量較高的納米材料往往具有更高的密度，因此沉降速度更快。金屬和金屬氧化物顆粒通常如此。