颗粒测试技术的进展与展望(任中京教授重要报告全文)
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学生成绩管理系统设计与实现毕业论文目录一、内容概述 (2)1.1 研究背景与意义 (3)1.2 国内外研究现状综述 (4)1.3 论文结构安排 (5)二、系统需求分析 (7)2.1 功能需求分析 (8)2.2 性能需求分析 (9)2.3 用户需求分析 (10)三、系统设计 (11)3.1 系统架构设计 (12)3.2 数据库设计 (15)3.3 模块设计 (16)四、系统实现 (18)4.1 前端页面实现 (20)4.2 后端逻辑实现 (21)4.3 数据库操作实现 (22)五、系统测试与评价 (24)5.1 系统测试计划 (25)5.2 测试用例设计 (26)5.3 测试结果分析 (27)5.4 系统评价 (28)六、总结与展望 (29)6.1 工作成果总结 (30)6.2 存在问题与改进措施 (31)6.3 后续研究方向展望 (33)一、内容概述本文旨在设计并实现一个高效的学生成绩管理系统,旨在解决学校对学生成绩管理的需求。
系统的主要目标是提供一个集中、有序、高效的平台,以便教师、学生和家长能够实时查看学生的成绩信息,同时能够进行成绩的录入、修改、查询和统计分析等操作。
系统需求分析:首先,通过深入调查和了解实际场景,详细分析系统的功能需求、性能需求、安全性需求等,明确系统的设计目标和方向。
系统设计:在需求分析的基础上,进行系统的总体设计,包括系统的架构设计、数据库设计、界面设计、算法设计等。
确定系统的技术路线和实现方式。
系统实现:根据系统设计,采用合适的技术和工具,实现系统的各项功能。
包括数据库的建立、界面的开发、算法的实现等。
系统测试与优化:对系统进行全面测试,包括功能测试、性能测试、安全性测试等。
根据测试结果,对系统进行优化,提高系统的稳定性和效率。
系统应用与效果评估:将系统应用于实际场景中,收集用户反馈,评估系统的应用效果和性能。
系统文档编写:整理系统的设计、实现、测试和应用过程,形成完整的毕业论文。
金纳米颗粒聚集以及金纳米探针2微阵列技术研究进展逄键涛 文思远 王升启3(军事医学科学院放射与辐射医学研究所,北京100850)摘 要 金纳米颗粒(G NP )探针正引起科学家们越来越多的兴趣。
本文主要综述了基于G NP 自组装聚集反应的生物检测和微阵列2金标银染检测的最新进展,对G NP 在电化学等其他领域的研究前沿也进行了探讨。
引用文献41篇。
关键词 金纳米颗粒,微阵列,生物检测,评述 2005208210收稿;2005212203接受本文系国家863资助项目(No .2004BA519A46)1 引 言金纳米颗粒(G NP )是直径为0.8~250n m [1]的缔合胶体,具有纳米表面效应、量子效应、宏观量子隧道效应。
按粒子尺寸和聚集情况,G NP 可显示不同的颜色,已被广泛用于光学、电学、电子显微镜检测的生物分子标记[2]。
单个纳米颗粒的尺寸和颗粒间的组装形式,使胶体Au 溶液表现出不同的整体特征。
生物分子可参与到G NP 的聚集和组装过程中,从而干扰G NP 的原始组装方式。
通过胶体Au 溶液最终的物理状态(如颜色、吸光度等)可得到参与组装的生物分子的“质、量”特征,达到检测的目的。
另外,G NP 逐渐在生物芯片检测中显现出应用前景。
生物芯片技术本身是纳米尺度的分子操作和组装技术,芯片诊断、纳米检测等技术可以在此得到良好的融合。
本文着重就G NP 自组装以及G NP 探针2微阵列技术进展作一综述。
2 生物分子辅助的GNP 聚集和组装2.1 D NA 2GNP 探针灵敏度高、特异性强、快速简单、低成本是生物检测的重要指标。
基于G NP 聚集反应的分子诊断方法能满足这些要求。
M irkin 发现DNA 特异杂交可使DNA 2Au 颗粒自组装为复合结构,开创了G NP 用于生物检测的新领域[3]。
G NP 经巯基修饰的短链DNA 修饰成为编码探针[4],溶液中加入目标互补DNA 后,纳米颗粒发生有序、可逆的聚集反应[5]。
光流体颗粒捕获和处理发表时间:2020-06-10T12:09:00.820Z 来源:《教学与研究》2020年第7期作者:翟玉翠[导读] 在微流体中的光捕获和生物微纳米粒子的精确控制提高微系统的分析能力摘要:在微流体中的光捕获和生物微纳米粒子的精确控制提高微系统的分析能力,因为粒子能够传递和控制在传感/成像位置,而不是依靠简短,短暂的相互作用。
力图,在微流体通道中的力可以被用来控制细胞成像位置或者在传感区域聚集生物分子来提高检测极限。
另外,基于等离子体捕获可以利用等离子体传感器捕获被分析的粒子。
本文论述了光捕获与处理,强调了光流体在加强分析性能的应用,讨论了光流体在生物/化学分析方面的潜在进展。
关键词:光流体技术,光捕获。
光流体方法与光流体传感的结合导致微系统中的生物微纳米粒子分析的固有的集成方法。
许多近期报道的光流体粒子处理技术和包含的物理机理都在Schmidt 和Hawkins的相关评论中被谈到,也在一些相关评论上出现。
下面我们将介绍选择已被证明的生物应用微纳米粒子的光流体操作的应用。
ARROW液体核波导装置已经被强调了由于其独特的光流体性能允许光沿着样品的微流体通道传播。
Kuhn等人最近运用ARROW构造作为针对包括大肠埃希氏大肠杆菌细菌小粒子低能光流体捕获。
如图3a所示,光耦合进入每个光流体波导端部;光能量梯度导致波导损失捕获力朝向通道的纵向中心。
此外,固体波导位于垂直和邻近ARROW,可以分析捕获粒子的荧光光谱。
在最近的设计中,作者减少了捕获所需的光能量至接近1μW,显著低于典型的光镊系统。
还可以预想一系列对于集成光流体捕获和分析装置有趣的应用,如当抗生素通过该通道传递监视一个特定病原菌的完整性,或动态地记录一个被困生物受体的配位体的结合。
有一种利用光谐振器的特性替代创建高光能量梯度来在微流体环境中捕获粒子的方法。
在这篇文章的前面,我们描述了以为光子晶体谐振腔如何来反射耦合到波导中进行反射率传感。
激光粒度分析中的二次衍射任中京(山东建材学院,济南,250022)摘要:本文计论了双层颗粒群产生的二次衍射,并给出了二次衍射复场分布的表达式,同时讨论了二次衍射与颗粒浓度之间的关系,找到了抑制二次衍射的最佳浓度。
本文结论对于提高激光粒度仪的测量准确度具有重要意义。
关键词:激光:粒度分析;二次衍射1引言激光粒度分析仅均是通过检测颗粒群的衍射谱来分析颗粒大小及其分布的。
为获得正确的衍射谱。
需要颗粒群散布在同一平面上。
而事实上,颗粒群在检测区内很难呈二维分布。
对于动态颗粒群更是如此。
只要颗粒群不满足二维分布的要求,那么经颗粒衍射的光,就有可能再次发生衍射.我们把此种衍射称为二次衍射。
在激光粒度分析中,二次衍射是测量误差的主要来源。
2颗粒群的二次衍射频谱分布为叙述方便,先考察颗粒群的一次衍射(又称单散射)。
假定一由若干半径为r的球形颗粒组成的粒群,随机分布在Z=0的平面上,设此平面无穷大。
用振幅为Ao,波长为λ的单色平行光沿Z方向照射。
如果在Z=f的位置放一付立叶透镜,则在透镜后焦面上可得到此粒群的衍射谱,见图1。
由巴比涅互补原理知,除谱面中心外,此粒群的衍射谱与一互补屏相同。
设此互补屏的透射率函数为:由付立叶光学原理知.此粒群的衍射谱复振幅在谱面分布,恰为Aζ1的二维付立叶变换式中为空间频率;f为透镜焦距;x0y0为谱面座标。
衍射谱强度分布现在进一步考察二层颗粒的衍射。
假定在ζ1之后,又有一颗粒群散布在Z=d的平面上,见图2。
此粒群的互补屏透射率函为两层粒群的总透射率是两透射率之积由透镜的付立叶变换性质和卷积定理,二次衍射复振幅分布为式中由(2)式确定:;*代表卷积运算。
(6)式表明二次衍射复场分布是先后两层颗粒群一次衍射复振幅分布的卷积。
二次衍射谱的强度分布式中的意义同(2)式。
根据卷积运算的特点可知,二次衍射谱与一次衍射有很大区别,首先是谱的频带展宽,其次是卷积的平滑作用使一次衍射谱峰值降低,极小值增大,分布曲线趋于平缓图。
融合STSE教育理念的BOPPPS教学模式在高中化学教学中的应用研究目录一、内容概要 (2)1.1 研究背景与意义 (2)1.2 国内外研究现状综述 (4)1.3 研究内容与方法 (5)1.4 论文结构安排 (6)二、STSE教育理念概述 (7)2.1 STSE教育的定义与特点 (8)2.2 STSE教育的目标与要求 (10)2.3 STSE教育与学科教学的结合点 (11)三、BOPPPS教学模式介绍 (13)3.1 BOPPPS教学模式的起源与发展 (14)3.2 BOPPPS教学模式的核心要素 (16)3.3 BOPPPS教学模式的实施步骤 (17)3.4 BOPPPS教学模式的评价体系 (18)四、融合STSE教育理念的BOPPPS教学模式构建 (20)4.1 教学理念的融合 (21)4.2 教学模式的创新 (22)4.3 教学策略的设计 (24)4.4 教学评价的改进 (26)五、高中化学教学中应用BOPPPS教学模式的实证研究 (27)5.1 研究对象与实验设计 (28)5.2 实证过程与数据分析 (29)5.3 实证结果与讨论 (31)5.4 实证结论与启示 (33)六、存在的问题与展望 (34)6.1 研究中存在的问题 (36)6.2 对未来研究的展望 (37)七、结论 (38)7.1 研究成果总结 (39)7.2 研究不足与局限 (40)7.3 对实践的指导意义 (41)一、内容概要本文档主要探讨融合STSE教育理念的BOPPPS教学模式在高中化学教学中的应用研究。
介绍STSE教育理念的核心内容及其在教育领域的重要性,特别是其在高中化学教学中的价值。
阐述BOPPPS教学模式的基本原理和步骤,包括其强调的学生中心、情境导入、主动学习等核心要素。
在此基础上,分析将STSE教育理念融入BOPPPS教学模式的必要性和可行性。
文章进一步探讨在高中化学教学中应用融合STSE教育理念的BOPPPS教学模式的具体实施策略,包括教学目标的设定、教学内容的选择、教学方法的运用、教学评价的方式等。
三维分布的颗粒群激光粒度分析任中京(济南大学颗粒测试研究所)一、引言激光粒度分析要求颗粒群在受测时呈二维分布,然而在线粒度分析时,颗粒在气固两相流中多呈三维分布,三维分布的颗粒群将使激光束发生重衍射,理论和实践都证明了重衍射是激光在线粒度分析误差的主要来源。
如何解决这一问题是本文探讨的主要内容。
二、重衍射谱假定颗粒群在光轴方向上分成0 N 层,每一层颗粒的透过率函数为颗粒遮光区域内て( X,Y)= (1)1其他则单层颗粒的衍射谱复振幅为:R(fx,fy)= F[て(X,Y)] (2)F [ ] 是二维付立叶变换算符,fx , fy 是谱面坐标。
经过N 层颗粒的衍射谱是单层衍射谱的N 层重卷积:Rn=R*R* *R(* 号代表卷积运算)(3)2 2|R||R N|fx fx图 1、单层衍射谱与重衍射谱的强度分布比较。
N重卷积使谱分布展宽,据此分析的颗粒粒度将缩小,层数越多,失真也越严重。
解决此问题的思路有三:1.用计算机解卷积;2.用实验法找到测量结果与真值的相关性;3.寻找重衍射的规律,抑制重衍射的发生。
本文作者采用第三种方案。
三、N重衍射谱的能量分析单层衍射谱中含有直接透射的能量与衍射能量两项,分别用 T 和 D表示,于是有E=T+D (4)其中 T 项只分布在谱面中心,对颗粒分析无贡献,也无影响。
D项的强弱与在谱面上的分布与颗粒大小及数量直接相关。
采用归一化的能量E=1,则T=1-D ( 5)由 Pasival 定理∫∫∫| て( X,Y)∣2dXdY=∫∫∫ |R(fx ,fy )| 2dfxdfy 右端为衍射能量 D,左端积分恰为颗粒遮光的总截面,令光束截面为 P=1,因此有D=k ( 6)其中 k=遮光截面 / 光束截面 = mS。
/P 可称作浓度系数。
(6)式表明,衍射能量与颗粒浓度成正比。
N重衍射能量有N+1项NEn= (T D) N C N K *T N K D K (7)K 1(7)式的推导可用卷积定理,并忽略了交叉项的相干噪声。
均一球形微米级粒子制备技术的研究进展Research Progress on Preparation of Mono-sizedSpherical Micro Particles董 伟1,2,李 颖1,2,付一凡1,2,谭 毅1,2(1大连理工大学材料科学与工程学院,辽宁大连116024;2辽宁省太阳能光伏系统重点实验室,辽宁大连116024)DONG Wei 1,2,LI Ying1,2,FU Yi-fan1,2,TAN Yi 1,2(1School of Materials Science and Engineering,Dalian University of Technology,Dalian 116024,Liaoning,China;2Key Laboratory for Solar Energy PhotovoltaicSystem of Liaoning Province,Dalian 116024,Liaoning,China)摘要:综述了均一球形微米级粒子的几种重要制备方法,包括切丝或打孔重熔法、雾化法、均匀液滴喷射法以及脉冲小孔喷射法等,介绍了各类制备方法的原理、特点、应用、存在的问题及发展趋势等相关的研究现状,并综合指出各类方法产生液滴的冷却凝固行为,从而通过比较分析,得到脉冲小孔喷射法制备的微粒子具有圆球度高、粒子尺寸均匀、粒径可控、热履历一致等优良特点,尤其对于高温或功能粒子的制备方面,该方法具有不可替代的作用。
关键词:球形微米级粒子;制备技术;均匀液滴喷射法;脉冲小孔喷射法中图分类号:TB34 文献标识码:A 文章编号:1001-4381(2012)09-0092-07Abstract:The present paper reviews preparation principles,features,applications,existing problemsand development trends of several important preparation methods of spherical micro particles,such ascutting,punching-remelting method,atomization,uniform-droplet spray method(UDS)and pulsatedorifice ejection method(POEM).In addition,solidification behavior of droplets is particularly pointedout.In summary,POEM is a promising practical method with characteristics of identical size,highsphericity,particle size controllable and the same cooling history,especially in preparing function par-ticles and high melting point materials.Key words:spherical micro particle;preparation technology;uniform-droplet spray method;pulsated or-ifice ejection method 粉末是由大量的粉末颗粒组成的一种分散体系,其中的颗粒彼此可以分离,或者说,粉末是由大量的尺寸小于1mm的颗粒及颗粒之间的空隙所构成的集合体。
RARE EARTH INFORMATION稀土信息No.12 20239加大科研开发、科技创新力度,加强自主创新和产学研用融合创新。
构建创新链、产业链融合的新型研发创新体系,尽快突破相关关键核心技术,形成自主知识产权,解决稀土催化材料技术在行业应用中的“卡脖子”问题,打破国外专利垄断和技术封锁,占领未来稀土催化产业技术制高点,加快产业化推广应用,以优良的产品品质、稳定的产品性能、良好的服务,有效满足石油化工催化裂化,移动源、固定源污染排放气体催化净化等领域多层次不断升级的新需求,齐心协力巩固发展现有市场,努力开辟催化材料新的应用领域,开拓稀土催化材料产业的新发展。
在报告环节,天津大学高峰教授作了《原位电子顺磁共振谱在研究铜基小孔分子筛脱硝催化剂低温效率中的应用》的报告,中国石油大学(北京)赵震教授作了《低碳背景下油气资源的高效转化与洁净利用催化剂》的报告,中石化石油化工科学研究院有限公司赵晓光研究员分享了《稀土元素电子轨道弛豫作用介导下的定向催化机理研究与工业应用》的报告,南京工业大学徐海涛教授作了《稀土基工业烟气脱硝催化剂研究进展与挑战》的报告,华东理工大学詹望成教授作了《稀土复合催化剂上含氯烃催化氧化》的报告。
稀土催化创新研究院首席科学家、副院长李伟博士代表中国稀土行业协会催化材料分会秘书长、稀土催化创新研究院院长沈美庆教授作了《催化材料分会2022-2023年度工作汇报暨2023-2024年度工作计划》的报告。
随后会议按照《中国稀土行业协会章程》和分会管理办法及相关工作规则的要求进行了稀土催化材料分会的换届选举,产生了新一届理事会,选举稀土催化创新研究院院长、天津大学化工学院教授沈美庆为分会会长,无锡威孚环保催化剂有限公司总经理贾莉伟为分会秘书长。
(中国稀土行业协会) 2023年11月28日至12月1日,中国稀土学会在福建省长汀召开第七届理事会第二次全体理事(扩大)会议,来自全国各地的理事、代表共计143人参加本次会议。
中药喷剂的发展及相关颗粒测试浅析济南微纳颗粒仪器股份有限公司任中京付善任摘要:本文综述了中药喷剂的特点及分类,喷剂及相关领域的研究进展,并介绍了喷剂的质量控制方法,着重探讨了雾滴颗粒大小的检查手段。
关键词:喷雾剂;颗粒测试;激光粒度仪1.医药喷剂的行业现状医药喷剂近年来发展较快,其作用机理及低毒副作用受到越来越多人的青睐,包装容器、生产设备、工艺与技术等也不断改进,应用范围、产品种类不断增加。
作为肽类及蛋白类药物非注射给药系统的一种,医药喷雾剂越来越受到研究者的重视,目前广泛应用于医药领域。
【1,2】气雾剂、喷雾剂与粉雾剂是密切联系又有巨大差异的三种剂型。
气雾剂靠抛射剂驱动;粉雾剂依赖人呼吸作动力,以吸入为主;喷雾剂则是一种独特的剂型,有雾化给药的优势及特点,还避免了使用抛射剂,特别使用于皮肤、黏膜、肢体表面、腔道等部位给药。
随着近几年来气雾剂抛射剂氟利昂禁用,很多气雾剂产品也在学习喷雾剂的工艺思路,喷雾剂得到了较快的发展。
中药喷剂是中国特有的剂型,即可发挥中医药组方的优势,又可展示细微液滴递药的特点,临床应用方便,疗效确切,得到普遍认可。
据统计,截至2007-02底,国家食品药品监督管理局颁发了43张中药喷雾剂注册证,其中烧伤喷雾剂3张,口腔炎喷雾剂4张,是同品种中申报最多的,其余品种均各对应一张批文。
共涉及38个品牌,药品名称、生产厂家、规格和功能主治见附录一。
其中,伤科灵喷雾剂,肿痛舒喷雾剂,筋骨伤喷雾剂,鼻宁喷雾剂和口鼻清喷雾就来自贵州苗医传统配方,而复方青蒿喷雾剂是云南彝医用药。
由表1可以看出,从品种的角度,我国中药喷雾剂种类很多,品种覆盖范围较广,与化学药品喷雾剂产品不相上下【3】,从实际角度来说,中药喷剂有以下几个特点。
1.适应症分布较广。
所有中药喷雾剂品种中以治疗口腔和咽喉炎的最多,有11个:活血止痛、治疗跌打损伤的7个,治疗心绞痛的3个,烧烫伤的4个,鼻炎的4个,妇科用药3个,感冒药4个,痔疮1个,皮肤病1个。
颗粒粒度粒形测量的新技术
熊向军
【期刊名称】《纳米科技》
【年(卷),期】2005(002)004
【摘要】介绍了时间转换理论(TOT)及其在颗粒粒度分析上的应用.同时也对这一技术的优势和特点进行了总结.讨论了基于图像的动态粒形分析(DSA)并通过一个范例介绍了该方法对于科研工作的意义.
【总页数】3页(P51-53)
【作者】熊向军
【作者单位】荷兰安米德上海代表处,上海,200235
【正文语种】中文
【中图分类】TN06
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5.基于动态图像法对不同金属粉末颗粒粒度粒形的检测分析 [J], 于怀龙; 张军宇因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
颗粒物质电学性质研究进展
殷宗振;姜久兴
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2007(000)007
【摘要】颗粒物质的静力和动力学性质已经进行了大量的研究,近年来很多人开始对颗粒物质在电流、电场作用下的性质进行研究.综述了颗粒物质电学性质的研究.主要介绍了颗粒堆积导电方面的研究进展.
【总页数】2页(P56,78)
【作者】殷宗振;姜久兴
【作者单位】哈尔滨理工大学应用科学学院,黑龙江,哈尔滨,150080;哈尔滨理工大学应用科学学院,黑龙江,哈尔滨,150080
【正文语种】中文
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功能化金纳米颗粒辅助传感机理用于化生战剂检测
佚名
【期刊名称】《国外防化科技动态》
【年(卷),期】2012(000)008
【摘要】在国防和国土安全领域,发展新型智能传感技术用于检测化生战剂很有
必要。
智能传感器是一种检测装置,在鉴定目标分析物时能够在诸如速度、灵敏度、选择性、便携性或更重要的简易性方面展现重要特点。
基于纳米材料的新兴传感器,尤其是那些用功能化金纳米粒子(GNP)作传感元件的,可能为危险毒剂检测提
供很多所需功能。
【总页数】4页(P19-22)
【正文语种】中文
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颗粒测试技术的进展与展望(任中京教授重要报告全文)颗粒测试技术的进展与展望任中京( 济南大学颗粒测试研究所 250022 )摘要:本文简述了当今颗粒测试技术六个方面的进展,对颗粒测试技术的近期发展趋势作了简短的展望,提出了七个颗粒测试领域需要统一认识的基本问题,对促进颗粒测试技术发展提出了几点建议.abstract: the advance of nowadays particle measuring technology is described briefly from six aspects, abbreviated prospect for the developing trend of particle measuring technology in the near future is narrated, seven essential problems that need be recognized uniformly in particle measuring field are put forward, a few proposes that can be promoted the development for particle measuring technology are brought forward.关键词:颗粒测试;技术进展;发展趋势;基本问题;知识产权1 前言随着颗粒技术的发展,颗粒测试技术已经受到广泛的关注与重视. 本文就目前颗粒测试领域的新进展,谈一点个人的浅见,请各位指教. 本文谈及的问题有:颗粒测试技术进展、颗粒测试技术展望、颗粒测试的基本问题和促进颗粒测试技术发展的几点建议.2 颗粒测试技术进展近年来颗粒测试技术进展很快,表现在以下几个方面:1) 激光粒度测试技术更加成熟,激光衍射/散射技术,现在已经成为颗粒测试的主流. 其主要特点:测试速度快,重复性好,分辨率高,测试范围广得到了进一步的发挥.激光粒度分析技术最近几年的主要进展在于提高分辨率和扩大测量范围. 探测器尺寸增加,附加探头的使用扩大了测量范围;多种激光光源的使用、多镜头、会聚光路、多量程、可移动样品窗的使用提高了分辨率,采样速度的提高则进一步改善了仪器的重复性. 英国马尔文公司GM2000系列激光粒度仪采用高能量蓝光辅助光源和汇聚光学系统,测量范围达到0.02?2000微米,不需更换透镜. 贝克曼库尔特公司采用多波长偏振光双镜头技术将测量范围扩展到0.04?2000微米.代表了当前的先进水平. 国产的激光粒度仪在制作工艺和自动化程度上尚有欠缺,但大多数在重复性准确度方面也达到了13320国际标准的要求. 目前激光粒度分析仪在技术上,已经达到了相当成熟的阶段.米氏理论模型可以提高仪器的分辨率,但是需要事先了解被测样品的折射率和吸收系数,才可能获得正确的结果.测试结果的优劣不仅取决于测试系统和计算模型,更加取决于样品的分散状态.激光粒度仪对样品的分散要求是,分散而不分离. 仪器厂家应更加注意样品分散系统设计. 尽量避免小颗粒团聚,大颗粒沉降,大小颗粒离析,样品输运过程的损耗,外界杂质的侵入. 对于不同样品选用不同的分散剂和不同的分散操作应该引起测试者的注意.任何原理的仪器测试范围都不是可以无限扩展的. 静态光散射原理的激光粒度分析向纳米颗粒的扩展和向毫米方向的扩展极限值得探讨. 毫米级的颗粒只需光学成像技术就可以轻易解决的测量问题采用激光散射原理则并不是优势所在.2) 图像颗粒分析技术东山再起图像颗粒分析技术是一种传统的颗粒测试技术,由于样品制备操作较繁琐、代表性差、曾经作为一种辅助手段而存在,他的直观的特点没有发挥出来.为了解决采样代表性问题,有人使用图像拼接技术或者多幅图像数据累加技术可以有效提高分析粒子数量,采用标准分析处理模式的图像仪则可以将操作误差减小,这些改进取得了一定的效果.最近几年动态图像处理技术的出现使传统度颗粒图像分析仪备受关注,大有东山再起之势. 动态图像处理的核心是采用颗粒同步频闪捕捉技术,拍摄运动颗粒图像,因此减少了载玻片上样品制备的繁琐操作,提高了采样的代表性,而且可用于运动颗粒在线测量. 这就大大扩展了图像分析技术的应用范围和可操作性. 荷兰安米德公司的粒度粒形分析仪是有代表性的产品。
它采用CCD+频闪技术测颗粒形状、采用光束扫描技术测颗粒大小。
可测最大粒径为6毫米。
如果颗粒在光学采样过程不发生离析现象,此种仪器在微米与毫米级颗粒测量中可能会得到广泛的应用.颗粒图像分析技术需要解决的另一个问题是三维测量. 动态颗粒图像采集由于颗粒采集的各向同性因此可以解决在载波片上颗粒方位的偏析问题,但是仍然无法解决如片状颗粒厚度问题. 厚度测量对于金属颜料,云母、特种石墨都是一个急需解决的实际问题.3) 颗粒计数器不可替代颗粒本身是离散的个体,因此对颗粒分级计数是一种最好的测量方法. 库尔特电阻法在生物等领域得到广范应用已经成为磨料和某些行业的测试标准. 但是他受到导电介质的限制和小孔的约束,在某些行业推广受到阻力.最近光学计数器在市场上异军突起,他将在高精度和极低浓度颗粒测量场合发挥不可替代的作用. 美国Haic Royco 公司颗粒计数器/尘埃粒子计数器是才进中国不久的老产品;美国PSS(Particle Sizing Systems)公司采用单粒子光学传感(SPOS)技术生产的系列仪器可用于湿法、干法、油品等各种场合的颗粒计数。
国内颗粒计数器的研究工作起步并不晚,但是除了欧美克的电阻法计数器外,尚未见光学计数器商业化的产品。
4) 纳米颗粒测试技术有待突破纳米颗粒测试越来越受到重视.电镜是一种测试纳米颗粒粒度与形态最常用的方法.电镜样品制备对于测试结果有重要影响,北京科技大学在拍摄高质量电镜照片方面作了出色的工作. 由于电镜昂贵的价格和严格的使用条件,以及取样代表性问题,电镜在企业推广不是最佳选择.根据动态光散射原理设计的纳米级颗粒测试技术是一种新技术,近年来获得了快速发展.马尔文,布鲁克海文、贝克曼库尔特等公司提供了优秀的商品,马尔文公司已将动态光散射的测量范围扩展到亚纳米范围,HPPS高性能高浓度纳米粒度和Zeta电位分析仪测试范围0.6-6000纳米,可以测量大分子真溶液粒径。
国内开展此项技术研究的单位日益增多,上海理工大学、浙江大学、北京大学、清华大学、济南大学等许多高校都有学者和研究生在做工作. 数字相关器仍然是制约国产动态光散射仪器的瓶颈技术,如果数字相关器问题得到解决,中国自己的动态光散射纳米粒度仪出现在市场上将不会太远.X射线的波长比纳米还要短,因此X射线小角散射是一种测量纳米颗粒的理想方法,(类似于激光衍射原理)国外有商品仪器. 国内,此方法已经列入国家开发计划,国家钢铁研究总院对此方法研究已经作了大量工作,但是尚未见商品问世.5) 光子相关技术独树一帜动态光散射原理纳米颗粒测试采用的技术主要是光子相关谱,光子相关技术是一种70年代兴起的超灵敏探测技术,他根据光子信号的时间序列的相关性检测被测信号的多普勒频移或时间周期性,比通常的光谱仪分辨率高一个数量级,因此此技术也被用于颗粒运动速度的测定和其他场合. 上海理工大学浙江大学利用此原理已经研制成功在线用的颗粒粒度与颗粒流速的探针. 它可用于物料管道内部检测物料的平均大小和物料的流速. 对于在线控制具有指导意义。
有报道称使用光子探测技术可以对高压空气喷嘴中的颗粒计数,说明颗粒测试正在向更加精密更加灵敏的方向发展.6) 颗粒在线测试技术正在兴起在线颗粒测试的需求量将远远大于实验室,这是一个并不夸张的预测.颗粒制备过程的主要工艺参数是颗粒大小,以粉磨生产线为例,尽管有很多磨机检测方法,如负荷检测,电耳检测等等,都属于间接检测,无法代替颗粒粒度的检测,因此颗粒在线测试必然受到广泛关注.在线监测有on line, in line , at line 几种方式,无论哪种方式与实验室检测相比应有如下特点:自动连续取样,报告显示实时,数据有代表性,抗干扰能力强,运行可靠. 根据生产条件不同,可以采取湿法检测也可以采取干法检测,原则是湿样湿测,干样干测.国内研制的第一台气流磨在线干法监测仪1997年在上海投入使用,美国马尔文公司在线检测仪2004年在东海已经安装并投入在线检测. 相信颗粒在线监测技术一定会在国内逐步推广并为颗粒行业带来巨大的效益.3 颗粒测试技术展望1) 未来十年内激光散射/衍射技术仍然在颗粒测试技术中担任主角,但是由于颗粒测试需求的多样性,多种测试方法百花齐放将是未来的主要特征,颗粒市场细分已露出端倪.2) 纳米颗粒测试技术有待突破.动态光散射技术急需数字相关器,国外的相关器产品价格不符合中国国情,电子行业的高手应该看到这个市场挺身而出. X射线小角散射技术也有技术瓶颈,如果瓶颈打开,纳米颗粒测试技术会有突飞猛进的发展.3) 三年后在线颗粒测试技术将成为颗粒行业竞争的焦点,在线技术要求在线动态实时测试、在线取样分散、在线控制技术全面发展,因此未来的竞争首先是产品技术含量的竞争.4) 综合性粒度分析仪器越来越多.每一原理测试范围是有限的,不同原理互补才可以满足用户的特殊需要. 粒度粒形分析仪是激光扫描与频闪成像技术互补的例子、宽分布粒度仪采用激光衍射静态散射和动态散射的互补、图像分析重力沉降离心沉降也可以互补满足水利地质对颗粒分析的特殊要求,激光衍射与沉降法互补将可以产生颗粒形状分析新仪器. 此类仪器的关键是解决不同原理测试结果的衔接问题.5) 随着颗粒测试技术的普及颗粒分散技术不可避免要成为各行业专家研究的另一个重点课题.4 颗粒测试的几个基础性问题本人认为,为了促进颗粒测试技术的普及与繁荣,对如下几个颗粒测试的基础性问题取得共识是必要的:1) 颗粒测试概念的内涵:颗粒测试应该包含颗粒几何形态测试、颗粒物理特性测试、颗粒化学特性测试几个方面. 由于物理特性和化学特性测试技术与其他物质形态的物理化学特性测试差别不大,因此颗粒特性测试往往专指几何形态测试,主要包括颗粒大小及其分布测试,颗粒形状参数测试,颗粒比表面测试,孔及其分布测试.2) 颗粒测试的理论基础应该是颗粒形状与颗粒大小的表征. 由于颗粒形状的复杂性,因此颗粒的表征是一个很困难的工作,很多学者为此付出了长期艰苦的工作,但是至今未见到一种表征方法为大多数行业所认可. 但是有一点已经取得共识的是用等效粒径表示颗粒大小的概念已经为大众所接受:因此不同的原理的测试方法必然获得不同的等效粒径. 只有球形颗粒,才能在不同的仪器上获得相同的测试结果.这也是标准颗粒必须是球形的原因.3) 不同测试方法之间的比较问题显然与颗粒形状有关,如果不限定颗粒形状,泛泛比较两种不同原理仪器的测试结果谁是谁非没有意义. 但是,对于同一种颗粒,用不同的原理测试,是有规律可循的. 有的公司为此提供了专用数据转换软件,受到了欢迎,需要注意的是,这种转换仅适用于同一种物质、用相同的加工方法制备的形状类似的颗粒体系.推论:既然颗粒大小测试与颗粒形状有关,利用不同原理测试同种颗粒产生的数据差异显然可以提供颗粒形状信息.利用此原理可能会产生一种实用的颗粒形状测试方法和相关的仪器设备.4) 统一使用颗粒大小分级习惯术语:纳米颗粒 1-100 nm亚微米颗粒 0.1-1 um微粒、微粉 1-100 um细粒、细粉 100-1000 um粗粒大于1 mm5) 描述颗粒形状时至少应提供的形状参数:球形度、长径比 (长宽比)6) 用目数描述颗粒大小时应同时注明通过此筛孔的百分含量. 如95%通过325目等等.7) 描述颗粒粒度分布时应同时注明分布类型和测试原理.如:体积分布、重量分布、个数分布;激光衍射/散射、沉降法、电阻法、筛分法、图像分析、动态光散射、透气法等等.以上几个问题如果能取得共识,技术交流时一定会方便很多.5 关于颗粒测试发展的几点建议1) 仪器品种众多,客户选购颗粒仪器会遇到很多问题,因此中国颗粒学会和有关专家应该有计划的为客户提供技术指导. 建议颗粒学会建立颗粒测试专业网站,经常举办学习班和研讨班以促进颗粒测试技术普及交流与提高.2) 每年定期进行颗粒联测活动,借以促进测试技术与测试仪器的水平提高3) 颗粒测试技术的普及呼唤更多更好、价格更廉、品种更全的标准颗粒样品的问世。