評(píng)價(jià)粒度儀性能的主要指標(biāo)
用戶在比較和選購(gòu)時(shí),更關(guān)心的是性能價(jià)格比。在性能方面,用戶先想到的是測(cè)得準(zhǔn)不準(zhǔn)。粒度測(cè)量不存在“準(zhǔn)”這個(gè)概念,那么還有哪些指標(biāo)可以衡量性能呢?作者認(rèn)為以下指標(biāo)對(duì)它是非常重要的,即重復(fù)性、真實(shí)性、易操作性和測(cè)量范圍。下面分別加以論述:
1、重復(fù)性:重復(fù)性指的是儀器對(duì)同一樣品進(jìn)行多次測(cè)量所得結(jié)果的重復(fù)誤差。誤差越小,表示重復(fù)性越好。它的重復(fù)誤差有其特殊性,表現(xiàn)在:
?。╝)測(cè)得的基本結(jié)果是粒度分布,是一組數(shù),而不是一個(gè)數(shù)。從道理上說(shuō)要考察每個(gè)數(shù)的重復(fù)誤差,才能全面評(píng)價(jià)儀器的重復(fù)性。然而這樣做是很繁瑣的、也不能給人以明確的結(jié)論。所以現(xiàn)行的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)建議,即平均粒徑,下限粒徑和上限粒徑的重復(fù)性來(lái)衡量?jī)x器的整體重復(fù)性,作者認(rèn)為這一評(píng)價(jià)方法也適用于其他粒度儀。
(b)一般來(lái)說(shuō)樣品的分布寬度越寬,則重復(fù)性越差。如果有人告訴你,他的儀器重復(fù)誤差小于1%,而不說(shuō)明樣品的分布寬度,處于量程的哪一段?是哪項(xiàng)指標(biāo)?那么這種說(shuō)法是不負(fù)責(zé)任的,甚至有商業(yè)欺詐的嫌疑。它的現(xiàn)行國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)推薦,如果用分布寬度小于10或分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差小于50%且粒度處于儀器量程的中段的樣品作檢驗(yàn)樣品,只要重復(fù)誤差小于±3%,重復(fù)誤差小于5%,那么儀器就是合格。另外還指出,如果粒徑小于10µm,那么上述指標(biāo)可以翻倍。后面對(duì)小粒子的補(bǔ)充說(shuō)明是考慮到粒徑越小,在絕對(duì)誤差相同的情況下相對(duì)誤差就越大。
(c)上述方法的誤差還包含了取樣和樣品預(yù)處理的誤差。就是說(shuō)即便儀器本身沒(méi)有任何誤差,不同次取樣的測(cè)量結(jié)果也會(huì)有差別,這主要是因?yàn)椴煌稳邮怯胁顒e的,分散條件也不盡相同。為考察儀器重復(fù)性的真實(shí)情況,應(yīng)設(shè)法減小取樣和樣品處理誤差。
2、真實(shí)性:前文談到粒度測(cè)量不宜引用“準(zhǔn)確性”這一指標(biāo),但不意味著測(cè)量結(jié)果可以漫無(wú)邊際地亂給,如果這樣就失去了測(cè)量的真實(shí)性。不同儀器之間測(cè)量結(jié)果的差別,應(yīng)在合理的范圍之內(nèi)。何謂合理?目前還沒(méi)見(jiàn)有系統(tǒng)的研究,但有一些零星的結(jié)論,例如:各種原理的粒度儀對(duì)標(biāo)準(zhǔn)球形顆粒的粒度測(cè)量結(jié)果都應(yīng)該一致;測(cè)量的結(jié)果有一個(gè)合理的分布展寬等等。也有一些測(cè)量結(jié)果不真實(shí)的例子,比如非針狀顆粒過(guò)篩后測(cè)得的粒徑上限,比篩孔直徑大3~7倍;測(cè)量10µm單分散的球形標(biāo)準(zhǔn)粒子時(shí),在1µm附近出現(xiàn)一個(gè)分布峰;測(cè)量下限為0.1µm的儀器卻不用米氏散射理論等等。
3、易操作性:儀器是否便于操作,是其性能好壞的重要軟指標(biāo)之一。
4、測(cè)量范圍:測(cè)量范圍(又稱量程)是衡量?jī)x器性能的重要指標(biāo)。它的量程一般用測(cè)量上限與下限之比來(lái)表示。有時(shí)見(jiàn)到有的儀器用“0~××”來(lái)表示,是不妥當(dāng)?shù)?。因?yàn)?代表無(wú)限小,哪一種儀器也不可能測(cè)到無(wú)限小。它的量程有兩種不同的意義,一指全量程,二指分段量程,一般儀器在性能介紹中都強(qiáng)調(diào)其全量程。但事實(shí)上早期的儀器,都是分段測(cè)量的,現(xiàn)在還有部分國(guó)產(chǎn)儀器也有分段的。在全量程一樣的情況下,一段測(cè)完全量程顯然比分段測(cè)要方便得多。
相對(duì)來(lái)說(shuō)測(cè)大顆粒要比測(cè)小顆粒容易,例如只要把付里葉透鏡的焦距拉長(zhǎng),就能測(cè)到較大的顆粒。測(cè)小顆粒就要難得多。對(duì)儀器而言,當(dāng)粒徑小于0.2µm時(shí),單光束照明的前向散射光能分布基本上是不變的,所以只能接收前向散射光的儀器不可能測(cè)到0.2µm以下的粒子。又如沉降儀,如果只采用重力沉降,那么當(dāng)粒徑小于2µm時(shí),布郎運(yùn)動(dòng)對(duì)沉降過(guò)程的影響己達(dá)到難以忽視的程度,如果用來(lái)測(cè)更小的顆粒,會(huì)有很大誤差,或根本不可能。
對(duì)用戶來(lái)說(shuō),要驗(yàn)證測(cè)量下限是困難的,原因是多數(shù)情況下用戶不知道自己的產(chǎn)品的粒徑下限究竟是多少。用戶應(yīng)盡可能多理解儀器的原理,并要求制造商解釋他是如何去擴(kuò)展測(cè)量下限的,然后用戶根據(jù)自己掌握的知識(shí)判斷制造商解釋的可信程度。