Принципиальные схемы установок. Применение метода лазерной дифракции

Содержание

Слайд 2

Элементы анализаторов размера частиц Источник света Оптическая система Система детекторов Главные Прибор корреляции

Элементы анализаторов размера частиц

Источник света

Оптическая система

Система детекторов

Главные

Прибор корреляции

Слайд 3

Источник света Ла́зер ( от англ. light amplification by stimulated emission

Источник света

Ла́зер ( от англ.  light amplification by stimulated  emission of  radiation — усиление  света посредством вынужденного

излучения ),  опти́ческий ква́нтовый генера́тор — устройство, преобразующее энергию накачки (световую, электрическую, тепловую, химическую и др.) в энергию  когерентного, монохроматического, поляризованного и узконаправленного потока излучения.
Слайд 4

Источник света Обычно состоит из трёх основных элементов: -Источник энергии (механизм

Источник света

Обычно состоит из трёх основных элементов:
-Источник энергии (механизм «накачки»)
-Рабочее тело
-Система зеркал

(«оптический резонатор»)


1 — активная среда; 2 — энергия накачки лазера; 3 — непрозрачное зеркало; 4 — полупрозрачное зеркало; 5 — лазерный луч.

Слайд 5

Характеристики качества излучения лазеров Основные требования: Когерентность Монохроматичность Поляризация Дополнительные требования:

Характеристики качества излучения лазеров

Основные требования:
Когерентность
Монохроматичность
Поляризация

Дополнительные требования:
-высокая однородность и стабильность параметров излучения
-приемлемые

эксплуатационные характеристики:
-максимальный ресурс и надежность,
-простота конструкции и обслуживания,
-минимальный вес и размеры
-экономическая эффективность
Слайд 6

Виды лазеров Газовые лазеры (He-Ne, CO2) Полупроводниковые лазеры Жидкостной лазер Твердотельные лазеры

Виды лазеров

Газовые лазеры (He-Ne, CO2)
Полупроводниковые лазеры
Жидкостной лазер
Твердотельные лазеры

Слайд 7

Виды лазеров

Виды лазеров

Слайд 8

-Компания Fritsch (Два полупроводниковых лазера (Зеленый с λ = 532 нм,

-Компания Fritsch (Два полупроводниковых лазера
(Зеленый с λ = 532 нм, 7

мВт; ИК с λ = 940 нм, 9 мВт) -Компания Malvern (He-Ne с λ=633 нм, DPSS с λ=532 нм )
-Компания Horiba (лазерный диод с λ= 650 нм, 5 мВт; светодиод с λ= 405 нм )
-Компания Beckman Coulter (твердотельный лазер с λ= 780 нм + вольфрамовая лампа 450, 600 и 900 нм)
-Компания «Biomedical Systems» (лазерный диод с λ= 670 нм)
Слайд 9

Детекторы фотонов Фоторезистивные детекторы; Фотогальванические детекторы; Фототранзисторы ; Фотоэмиссионные устройства

Детекторы фотонов

Фоторезистивные детекторы;
Фотогальванические детекторы;
Фототранзисторы ;
Фотоэмиссионные устройства

Слайд 10

Фотоэлектронный умножитель

Фотоэлектронный умножитель

Слайд 11

Прибор корреляции Коррелятор Photocor - FC

Прибор корреляции

Коррелятор Photocor - FC

Слайд 12

Временная автокорреляционная функция Для больших времен корреляция отсутствует, и автокорреляционная функция

Временная автокорреляционная функция
Для больших времен корреляция отсутствует, и автокорреляционная функция

равна квадрату средней интенсивности рассеяния
Релаксация микроскопических флуктуаций концентрации к равновесному состоянию может быть описана первым законом Фика
Слайд 13

Корреляционная функция интенсивности рассеянного света имеет вид: Волновой вектор флуктуаций концентрации

Корреляционная функция интенсивности рассеянного света имеет вид:
Волновой вектор флуктуаций концентрации описывается

выражением:

Автокорреляционная функция рассеянного света

Слайд 14

Модели: -Photocor-PC1: Автокорреляционная система с одним фотоумножителем для обычных измерений. -Photocor-PC2:

Модели:
-Photocor-PC1: Автокорреляционная система с одним фотоумножителем для обычных измерений.
-Photocor-PC2: Кросскорреляционная система

с двумя фотоумножителями с полным отсутствием после импульсов для повышения точности измерения размеров наночастиц в диапазоне 1нм - 10 нм (показана на фотографии).

Система счета фотонов Photocor-PC

Слайд 15

Приборы

Приборы

Слайд 16

Лазерное измерение размеров частиц (компания Fritsch) Основная конструкция

Лазерное измерение размеров частиц  (компания Fritsch)

Основная конструкция

Слайд 17

Лазерное измерение размеров частиц (компания Fritsch) Инверсная конструкция Фурье

Лазерное измерение размеров частиц  (компания Fritsch)

Инверсная конструкция Фурье

Слайд 18

Патент фирмы FRITSCH

Патент фирмы FRITSCH

Слайд 19

Измерение обратного рассеяния

Измерение обратного рассеяния

Слайд 20

ANALYSETTE 22 MicroTec plus измерение частиц в диапазоне 0.08— 2000 мкм

ANALYSETTE 22 MicroTec plus
измерение частиц в диапазоне 0.08— 2000 мкм (Два

полупроводниковых лазера
Зеленый (λ = 532 нм, 7 мВт),
ИК (λ = 940 нм, 9 мВт)
Линейная поляризация
Средний срок службы 10000 часов
ANALYSETTE 22 NanoTec plus
Диспергирование в жидкой среде: 0,01 – 2000 мкм
Диспергирование в сухой среде: 0,1 – 2000 мкм
Возможные диапазоны измерений:
0,01 – 45 мкм / 0,08 – 45 мкм / 15 – 2000 мкм /0,01 – 2000 мкм / 0,08 – 2000 мкм
Три полупроводниковых лазера
2 x зеленый (λ = 532 нм, 7 мВт),
1 x ИК (λ = 940 нм, 9 мВт)
Линейная поляризация
Средний срок службы 10000 часов

Модели

Слайд 21

Распределение размеров частиц, измеренное прибором Analysette 22 MicroTec plus

Распределение размеров частиц, измеренное прибором Analysette 22 MicroTec plus

Слайд 22

1.Оптический блок анализатора 2. Компьютер 3. Выдвижная подставка для кювет 4.

1.Оптический блок анализатора 2. Компьютер 3. Выдвижная подставка для кювет 4.

Термоколпачок 5. Термообкладка

Устройство и принцип работы анализатора Malvern Zetasizer Nano (компания Malvern)

Слайд 23

Лазерное измерение размеров частиц и молекулярной массы (компания Malvern) 1.Лазер 2.

Лазерное измерение размеров частиц и молекулярной массы (компания Malvern)

1.Лазер
2. Кювета с

образцом
3. Детектор
4. Аттенюатор
5. Коррелятор
6.Компьютер

Принципиальная схема

Слайд 24

1.Лазер 2. Кювета с образцом 3. Детектор 4.Цифровой процессор сигнала 5.


1.Лазер
2. Кювета с образцом
3. Детектор
4.Цифровой процессор сигнала
5. Компьютер
6. Аттенюатор
7.Компенсирующая оптика


Принципиальная схема

Лазерное измерение дзета - потенциала (компания Malvern)

Слайд 25

Пределы измерений анализаторов Zetasizer Nano (компания Malvern)

Пределы измерений анализаторов Zetasizer Nano (компания Malvern)

Слайд 26

Аттенюатор (показатель ослабления)

Аттенюатор (показатель ослабления)

Слайд 27

Лазерное измерение размера наночастиц (компания Horiba)

Лазерное измерение размера наночастиц (компания Horiba)

Слайд 28

МОДЕЛЬ LA-300 (компания Horiba) -Компактный анализатор размеров частиц модели LА-300 является

МОДЕЛЬ LA-300 (компания Horiba)

-Компактный анализатор размеров частиц модели LА-300 является идеальной

комбинацией высокой функциональности, экономичности, легкости управления и технического обслуживания.
Особенности
-диапазон измеряемых размеров от 0,1 мкм до 600 мкм;
-среднее время измерения ~ 30 сек.;
-измерения в эмульсиях и суспензиях;
-высокая повторяемость благодаря функции автокалибровки;
-мобильность и компактный размер;
-простота в использовании и обслуживании.
Слайд 29

МОДЕЛЬ LA-300 (компания Horiba)

МОДЕЛЬ LA-300 (компания Horiba)

Слайд 30

МОДЕЛЬ LA-950 (компания Horiba) Особенности -Предельно широкий диапазон одновременно измеряемых размеров

МОДЕЛЬ LA-950 (компания Horiba)
Особенности
-Предельно широкий диапазон одновременно измеряемых размеров от 10

нм до 3 мм;
-Измерения в суспензиях, эмульсиях и сухих порошках;
-Время измерения ~ 1 мин;
-Экстремально высокое разрешение в субмикронном диапазоне;
-Эффективный ультразвук для предотвращения слипания, образования агломератов.
Слайд 31

МОДЕЛЬ LA-950 (компания Horiba)

МОДЕЛЬ LA-950 (компания Horiba)

Слайд 32

Слайд 33

МОДЕЛЬ LB-550 (компания Horiba) Особенности -широкий диапазон измеряемых размеров от 1

МОДЕЛЬ LB-550 (компания Horiba)

Особенности
-широкий диапазон измеряемых размеров от 1 нм до

6 000 нм;
-широкий диапазон концентраций от 1 ppm до 40% твердой фазы;
-короткое время измерения благодаря быстрым преобразованиям Фурье;
-точность и надежность в компактном приборе;
-встроенный вискозиметр (опция);
-одноразовые пластиковые, стеклянные проточные кюветы, ячейки малого объема,
база данных вязкостей материалов;
-легкая эксплуатация и техническое обслуживание прибора.
Слайд 34

Лазерное измерение размера наночастиц (компания Beckman Coulter)

Лазерное измерение размера наночастиц (компания Beckman Coulter)

Слайд 35

LS 13320 SW измерение частиц в диапазоне 0.4 мкм — 2000

LS 13320 SW
измерение частиц в диапазоне 0.4 мкм — 2000 мкм (Твердотельный лазер

780 нм)
LS 13320 MW
измерение частиц в диапазоне 17 нм — 2000 мкм, с использованием метода PIDS ( (дифференциальное рассеивание поляризованного света)
(Твердотельный лазер 780 нм + вольфрамовая лампа 450, 600 и 900 нм)

Модели

Слайд 36

Дополнительные модули

Дополнительные модули

Слайд 37

Дополнительные модули

Дополнительные модули

Слайд 38

Лазерное измерение размеров частиц (Компания «Biomedical Systems»

Лазерное измерение размеров частиц (Компания «Biomedical Systems»

Слайд 39

Применение метода лазерной дифракции для исследования наноматериалов (анализатор Zetasizer Nano)

Применение метода лазерной дифракции для исследования наноматериалов (анализатор Zetasizer Nano)

Слайд 40

Слайд 41

Применение метода лазерной дифракции для исследования наноматериалов

Применение метода лазерной дифракции для исследования наноматериалов

Слайд 42

Применение метода лазерной дифракции для исследования наноматериалов

Применение метода лазерной дифракции для исследования наноматериалов

Слайд 43

Пример. Цемент С помощью анализатора LA-950 тип цемента может быть измерен

Пример. Цемент
С помощью анализатора LA-950 тип цемента может быть измерен в

мокрой или сухой среде. Так как для измерения цемента в жидкой фазе требуется этанол, сухие измерения являются менее дорогими и требуют меньше усилий.
Слайд 44

Пример использования анализатора LB-550. На диаграмме показан гранулометрический состав суспензии SiO2

Пример использования анализатора LB-550.  На диаграмме показан гранулометрический состав суспензии SiO2 ,

измеренный анализатором LB-550V.

Диаграмма показывает хорошую повторяемость измерений в диапазоне различных концентраций образца.

Слайд 45

Применение метода лазерной дифракции для исследования наноматериалов Рис. Полученные методом ПЭМ

Применение метода лазерной дифракции для исследования наноматериалов

Рис. Полученные методом ПЭМ

изображения наночастиц и соответствующие гистограммы распределения для КЗ-16 (а, б) и КЗ-60 (в, г).
Слайд 46

Применение метода лазерной дифракции для исследования наноматериалов Рис. (а) – Распределение

Применение метода лазерной дифракции для исследования наноматериалов

Рис. (а) – Распределение

по интенсивностям рассеяния, (б) – распределения по объему (1) и числу частиц (2), полученные из измерений корреляционной функции для образца КЗ-16 при рассеянии назад; 3 – гистограмма, получен
ная по данным ПЭМ.