激光粒度分析仪应用于黄河泥沙颗粒分析的实验研究

黄河水浊度与含沙量、泥沙粒度之间的关系摘要：黄河水的浊度与含沙量之间没有固定的比值关系。

本文根据浊度与光密度的关系，提出了确定浊度T与含少量的关系需要引入泥沙颗粒比表面积参数S0，并用黄河上、下游不同河段的的不同粒度分布的泥沙或浑水进行了实测分析，得到了关系式。

此式对黄河高浊度水有较好的的普遍意义，并为高浊度水投药自动控制解决了浊度仪与含沙量测定仪表两者读数的衔接问题。

关键词：黄河水浊度含沙量泥沙粒度关系黄河水浊度与含沙量之间没有固定的比值关系，往往相同含沙量的原水，表现出不同的浊度，或者相反。

这样使人们对水质的评价发生一定的困难。

没有固定的沙浊比(含沙量与浊度的比值)，给高浊度水净化时的投药量控制带来一定的困难。

因此，非常有必要对黄河水浊度与含沙量之间的关系进行研究。

一、理论说明水的浊度，是利用光学原理测定水质的一项重要指标，它在一定程度上表示了水中悬浮物质的多寡，但浊度值与水中浊度物质的质量值并不总是等价的。

目关国内常采用分光光度计或专门的浊度仪表来测定浊度，这属于透射式或散射式的光学浊度。

浊度T与入射光强I0关系式:式中:D——光密度，即分光光度计所显示的值；b——光径；I——透射光强。

采用光沉降法(或称消光法)测定颗粒大小时，光密度D〔1〕为式中:——颗粒质量浓度；L——沉降槽长度；Kr——消光系数；κr——由颗粒形状所决定的常数(球体的κ=π/4)；d0，dst——光柱中最小和最大颗粒粒径；nr——颗粒数。

在初始浓度时，光密度为最大(D)，并有式(3)、(4)中:S——颗粒的表面积；αs，r——颗粒表面形状系数；——颗粒的质量；αυ，r——颗粒的容积形状系数ρs——颗粒的密度。

最终可得D=L(ιοge)KκS(5)式中:K——消光系数的平均值；S——质量比表面积。

式中:αsr，，A——颗粒的面积、体积形状系数；Xr——dr，A粒经颗粒在全体颗粒中的组分。

式(6)中的∑(Xr/dr，)即为过去曾经采用的当量粒径dθκб的定义〔2〕。

一、实验目的1. 了解激光粒度测定原理及方法。

2. 掌握激光粒度仪的使用方法和操作步骤。

3. 通过实验，学会利用激光粒度仪测定粒度分布，并对实验结果进行分析。

二、实验原理激光粒度测定法是利用激光束照射到颗粒上，颗粒对激光的散射和衍射现象来测定颗粒粒度分布的一种方法。

当激光束照射到颗粒上时，颗粒会发生散射和衍射，散射光的强度与颗粒的粒度有关。

通过测量散射光的强度，可以确定颗粒的粒度分布。

实验中，激光束通过颗粒悬浮液，散射光经过透镜聚焦后，进入检测器。

检测器将散射光转换为电信号，经放大、处理和计算后，得到颗粒的粒度分布曲线。

三、实验仪器与试剂1. 仪器：激光粒度仪、粒度分布测试软件、显微镜、恒温水浴锅、超声波分散器、样品池、分析天平、滴管等。

2. 试剂：蒸馏水、无水乙醇、颗粒悬浮液（已知粒度分布）。

四、实验步骤1. 样品制备：将已知粒度分布的颗粒悬浮液用分析天平称量，加入适量蒸馏水，用超声波分散器分散均匀，制成待测样品。

2. 样品处理：将待测样品放入样品池中，用恒温水浴锅加热至室温。

3. 激光粒度仪操作：打开激光粒度仪，按照仪器说明书进行操作，设置相关参数，如激光波长、散射角、测量范围等。

4. 测量：将样品池放入激光粒度仪中，开始测量。

待测量完成后，记录数据。

5. 数据处理：将测量数据导入粒度分布测试软件，进行数据处理，得到颗粒的粒度分布曲线。

6. 结果分析：比较实验测得的粒度分布曲线与已知粒度分布曲线，分析实验结果。

五、实验结果与分析1. 实验测得的粒度分布曲线与已知粒度分布曲线基本吻合，说明实验结果可靠。

2. 通过分析实验结果，可以得出以下结论：（1）激光粒度测定法是一种快速、准确、可靠的粒度测定方法。

（2）实验过程中，样品制备、处理和操作步骤对实验结果有较大影响，应严格控制。

（3）激光粒度仪在测定粒度分布时，应注意仪器的操作和参数设置，以保证实验结果的准确性。

六、实验总结本次实验通过对激光粒度测定法的原理、仪器操作和数据处理的学习，掌握了激光粒度测定方法。

激光法测量粉体颗粒的粒度一、实验目的：掌握激光法测量粉体颗粒的粒度的基本原理了解利用激光粒度仪测量粉体颗粒的粒度的工作流程了解Mastersizer2000激光粒度仪基本构造，利用激光粒度仪测量粉体的粒度二、激光法测量粉体颗粒的粒度基本原理与过程：颗粒的粒度与形状对其产品的性质与用途影响很大，因此，粒度与形状的测量非常重要。

例如，水泥的强度与其细度有关，磨料的粒度和粒度分布决定其质量等级，粉碎和分级也需要对其粒度进行测量。

随着纳米级材料的发展，人们对粒度测量提出了更高的要求。

表1列出了颗粒粒度测量的主要方法。

表1 粒度测量的方法筛分法:用于粒度分布的测量已有很长的历史了，制造筛网的技术也不断提高，国外可制造小到5μm的筛网。

筛分分析适用于粒径约100mm～20μm之间的粒度分布测量。

筛孔大小尺寸用“目”来表示，即1英寸长度的筛网上的筛孔数表示。

标准筛的规格见本书后的附录。

BET吸附法:流体通过法一般采用空气，使其通过粉体料层，由空气的流速、压力差等参数计算粉体的比表面积，然后计算出粉体的平均粒径。

比重计法:比重天平和沉降天平曾一度广泛地使用过。

但这些仪器测量时间太长，且不适合细颗粒的测量，将逐渐被淘汰。

沉降法:原理：当光束通过装有悬浮液的测量容器时，一部分光被反射或有吸收，一部分光到达光电传感器，将光强转变成电信号。

透过光强与悬浮液的浓度或颗粒的投影面积有关。

另一方面，颗粒在力场中沉降，可用斯托克斯定律计算其粒径大小，从而得到累积粒度分布。

(1)重力场光透过沉降法其测量范围在0.1～1000μm。

光源为：可见光、激光和Ｘ光。

颗粒的沉降速度与颗粒与悬浮液的密度有关，当密度差大时沉降速度快，反之沉降速度慢。

为了提高测量速度，节省测量时间，中国科学院化工冶金所马兴华等人发明了图像沉降法，装置简图如图1所示。

该装置采用一线性图像传感器，将沉降过程可视化，可明显节省测量时间。

例如对平均粒度为5μm的SiC样品测量的结果表明，本仪器仅需5min即可测量完毕，而国外同类仪器则需28min。

应用激光微小光斑进行颗粒分析∙目前已有多种颗粒分析的方法，它们都有各自的特点。

本文介绍一种应用激光微小光斑进行颗粒分析的技术，深圳诚合喷码耗材有限公司专业生产喷码机耗材，喷码机油墨，喷码机墨水该方法应用聚焦光斑直径与被测样品平均颗粒粒径相近的激光光斑，使其落在样品颗粒上，在后向获取信号，经处理得到样品颗粒分析的结果。

它适用于河道与港口水样品的泥沙分析，也可以应用在类似的场合。

对水流的泥沙进行颗粒分析，以获得泥沙颗粒粒径分布的情况，是掌握泥沙运动规律的一个重要方面。

目前已有一些方法可以进行颗粒分析，其中有传统的分析方法(如：筛或吸管法)和应用仪器分析的方法(如：电传感、X-射线沉降法、激光和图像分析等)。

本文介绍一种新型的应用激光微小光斑结合多道分析系统进行颗粒分析的技术，它能很好地获得水样品中泥沙颗粒的分布情况，是针对河道水流中泥沙的特点而研究的一种技术，比起通常采用的方法，具有结构简单，检测速度快，工作可靠，成本低等特点。

该技术还可应用到其他类似的颗粒分析。

1工作原理当今激光技术已应用到颗粒分析中，其中有应用激光衍射法和激光散射法等。

而激光微小光斑颗粒分析技术不同于前两种方法(图1)。

实验装置的工作过程是：激光器发出的激光束经过透镜聚焦，其聚焦点正好落在检测窗内。

取样装置使水样品通过检测窗口，当水中的泥沙颗粒经过激光聚焦点时，光路、泥沙、颗粒在一条直线上。

由于颗粒的粒径不同，其挡光的程度也不同，接收管接收到的信号强度也不同。

接收到的信号经过放大，进入多道分析系统，由该系统分辨出不同的颗粒粒径范围内的颗粒数量，由显示器和记录仪分别显示和记录。

∙激光微小光斑颗粒分析法的主要特点在于让激光束聚焦后光斑的直径与颗粒粒径相近，因河流悬沙粒径分布的峰值通常在10～100μm范围内，所以在本装置中激光焦点光斑的直径调整到10μm数量级。

其基本光路如图2所示。

激光器发出的激光束经短焦距透镜聚焦，其焦点落在专门设计的检测窗内，在检测窗口后面的光接收管接收光信号。

泥沙粒径的测量方法泥沙粒径是河流、湖泊、海洋等水体中泥沙的基本属性之一，对于水文学、地质学等领域的研究具有重要意义。

本文主要介绍了泥沙粒径的测量方法，包括筛分法、激光粒度仪法、显微镜法等。

通过比较不同方法的优缺点，可以选择合适的方法进行泥沙粒径的测量。

关键词：泥沙粒径；筛分法；激光粒度仪法；显微镜法引言泥沙是指由各种岩石、矿物、有机物等经过风化、水力作用等自然力量作用下形成的颗粒状物质，其粒径大小不一。

泥沙在地球表面的各种水体中广泛存在，对于水文学、地质学等领域的研究具有重要意义。

泥沙粒径是泥沙的基本属性之一，通过对泥沙粒径的测量可以了解泥沙的物理特性，为水文学、地质学等领域的研究提供依据。

本文主要介绍泥沙粒径的测量方法，包括筛分法、激光粒度仪法、显微镜法等。

一、筛分法筛分法是最常用的泥沙粒径测量方法之一，其原理是通过将泥沙分为不同粒径级别，然后计算每个粒径级别的粒径分布。

具体步骤如下：1.准备筛分器和标准筛网。

筛分器通常由一个筛框和一组筛网组成，筛网的孔径大小应符合国家标准。

2.将待测泥沙样品倒入筛框中，然后用筛分器进行筛分。

筛分时间和筛分次数应根据泥沙粒径的大小进行调整，以保证筛分效果。

3.将每个粒径级别的泥沙重量记录下来，然后计算每个粒径级别的粒径分布。

筛分法的优点是简单易行、费用低廉，可以快速测量大量的样品。

缺点是只能测量较大的泥沙粒径，对于细粒泥沙的测量效果不佳。

二、激光粒度仪法激光粒度仪法是一种现代化的泥沙粒径测量方法，其原理是通过激光散射和衍射的原理测量泥沙颗粒的大小和分布。

具体步骤如下： 1.准备激光粒度仪和待测泥沙样品。

将泥沙样品加入到激光粒度仪的样品池中。

2.开启激光粒度仪，调整好激光的功率和测量参数，然后进行测量。

3.将测量结果转换为粒径分布曲线，并对其进行分析和处理。

激光粒度仪法的优点是可以测量较小的泥沙粒径，精度高、可靠性好。

缺点是设备价格较高，需要专业的操作技术。

三、显微镜法显微镜法是一种精细的泥沙粒径测量方法，其原理是通过显微镜观察泥沙颗粒的形态和大小来确定其粒径大小。

激光粒度仪是一种用于测量微粒尺寸分布的仪器，它通过激光在微粒表面的散射来确定颗粒的大小。

而颗粒的折射率则是影响激光粒度仪测量结果准确性的重要参数之一。

在本文中，将探讨一种激光粒度仪中颗粒折射率测量方法与流程，以及其在微粒尺寸分析中的重要性。

一、颗粒折射率的定义颗粒折射率是指颗粒在激光作用下的折射率，它是决定颗粒与激光交互作用的重要参数之一。

在激光粒度仪测量中，准确的颗粒折射率可以帮助我们准确计算颗粒的大小和分布，从而得到准确的样品分析结果。

二、颗粒折射率的测量方法在激光粒度仪中，常用的颗粒折射率测量方法包括直接测量法和间接测量法。

直接测量法是通过在单个颗粒上测量激光的入射角度和散射角度来计算颗粒折射率；间接测量法则是通过与已知折射率的参考物质进行比较，来确定颗粒折射率。

两种方法各有优缺点，需要根据具体的实验需求选择合适的方法。

三、颗粒折射率测量的流程在进行颗粒折射率测量时，首先需要准备好样品和参考物质。

通过激光粒度仪仔细调节激光的入射角度和散射角度，来测量颗粒的散射光信号。

根据所选的测量方法，计算得到颗粒的折射率。

对测量结果进行分析和验证，确保测量的准确性和可靠性。

四、颗粒折射率在微粒尺寸分析中的重要性颗粒折射率是微粒尺寸分析中的关键参数，它直接影响着激光粒度仪的测量精度和准确性。

准确的颗粒折射率可以帮助我们更准确地判定样品的粒径分布，从而为工业生产和科学研究提供准确的数据支持。

在进行微粒尺寸分析时，必须确保颗粒折射率的测量准确、可靠。

五、个人观点作为激光粒度仪的研究者和从业者，我深刻理解颗粒折射率在微粒尺寸分析中的重要性。

在实际的研究和实验中，我们需要不断优化颗粒折射率的测量方法和流程，以提高激光粒度仪的测量精度和准确性。

只有如此，我们才能更好地应用激光粒度仪进行微粒尺寸分析，为科学研究和工业生产提供更可靠的数据支持。

总结回顾通过本文的探讨，我们了解了一种激光粒度仪中颗粒折射率测量方法与流程，并深入理解了颗粒折射率在微粒尺寸分析中的重要性。

三门峡测区粗泥沙颗粒级配测定及计算方法在河流泥沙颗粒级配测定中，对宽粒径范围沙型粗泥沙颗粒级配测定是一项重要的工作，它直接关系到测量成果的精度。

以往的粗泥沙颗粒级配测定采用吸管法或光电仪分析与筛分析结合的方法来测定，这种方法需要花费较长时间、较多人力和仪器设备才能完成。

现阶段采用激光仪与筛分析相结合的方法来测定宽粒径范围内粗泥沙颗粒级配，减少了筛上部分沙重，扩大了筛下激光仪测定范围，能有效地节省测定时间，简化计算，减少人为因素，保证精度要求，具有一定的实用价值。

标签：激光仪；筛分析；宽粒径范围内粗泥沙颗粒级配；分级交混1、前言黄河三门峡库区所辖水文站属多沙、粗沙区，沙量大、粒径范围宽。

床沙中数粒径最大可达到1.0mm以上，分析粗泥沙颗粒级配范围较大，通常测量范围在0.02mm～16.0mm之间，采用一种分析方法是无法实现的。

以往的粗泥沙颗粒级配测定采用传统的吸管法或光电仪分析与筛分析结合的方法来测定（0.062mm为接序分界粒级），这种方法需要花费较长时间、较多人力和仪器设备才能完成。

现阶段采用激光仪与筛分析相结合的方法来测定宽粒径范围内粗泥沙颗粒级配（1.0mm为接序分界粒级），减少了筛上部分沙重，扩大了筛下激光仪测定范围，能有效地节省测定时间，简化计算，减少人为因素，保证精度要求，具有一定的实用价值。

2、主要测试方法的比较80年代至90年代一直使用吸管法或光电仪进行泥沙颗粒级配分析，具有作业时间长、测定粒径范围窄、特细颗粒精度较差等问题。

特别是受其沉降法原理的局限性，對小粒子测量会产生较大误差，严重影响了成果质量，而对于宽粒径范围内粗颗粒泥沙是用筛分析方法来测定，由于分界粒级为0.062mm，所以大大增加了筛上部分沙重和测定范围，存在过筛难度较大、测量繁琐以及人为因素等问题。

为了尽快解决传统方法带来的一系列影响分析精度和操作繁琐等突出问题。

从2005年、2015年分别引进了测量范围宽、所需样品量少、快速方便、重复性好、信息量大、成果精度高、不受人为因素干扰等优点的激光粒度分析仪第一代和第二代，该仪器是以其通过高频振动使泥沙颗粒充分分离并处于不同运动方位，然后让一束平行单色光照射样品池中运动着的颗粒，使之从不同方向产生光的衍射、散射，衍射、散射后产生的光投向不同方向的光接收器（检测器），再经光电转换器将衍射、散射的光能信息经过计算模型，转化成粒度级配的分布信息。

黄河泥沙特性及其处理效果研究黄河泥沙特性及其处理效果研究【引言】黄河是中国的第二长河流，也是世界上泥沙最大的河流之一。

黄河泥沙是黄河流域的重要资源，然而，由于黄河泥沙的大量携带和沉积，引发了一系列的环境问题。

因此，研究黄河泥沙的特性以及其处理效果对于黄河流域的可持续发展具有重要意义。

【泥沙特性】（一）粒径分布黄河泥沙的粒径分布广泛，主要包括粉砂、细砂、中砂和粗砂等。

粉砂和细砂颗粒较小，易于悬浮在水中，对生态环境造成较大影响；中砂和粗砂颗粒较大，沉积在底部，对水域生物和水文条件产生重要影响。

（二）含水率黄河泥沙的含水率较高，通常在20%至30%之间。

这导致泥沙性质粘稠，容易形成泥浆状物质。

（三）养分含量黄河泥沙富含有机质和养分，如氮、磷、钾等。

这些养分的输入对于水域生态系统的营养和生物多样性具有重要意义，但过量的养分输入也可能引发水体富营养化问题。

【处理效果研究】（一）沉淀处理黄河泥沙在水中具有较大的比重，通过沉淀处理可有效去除部分悬浮的泥沙。

研究发现，沉淀处理系统对于粒径较大的泥沙具有较好的去除效果。

然而，细小颗粒的泥沙仍然难以去除，需要采取其他处理方法。

（二）生物处理黄河泥沙中富含有机质和养分，这为生物处理提供了可利用的资源。

研究表明，适当利用水生植物和微生物可以促进泥沙的降解和去除。

水生植物的根系可以稳定土壤，减少泥沙的侵蚀和悬浮；微生物通过降解有机质和吸附养分来净化水体。

生物处理是一种环境友好的方法，但需要充分考虑不同种植植物和微生物的适应能力和处理效果。

（三）人工处理除了传统的沉淀和生物处理方法，一些新型的人工处理技术也被应用于黄河泥沙处理。

例如，通过电化学方法可以在较短时间内去除大量的泥沙颗粒，然而，该方法的应用还需要进一步优化和实验。

其他一些方法，如高效过滤、化学沉淀和吸附等，也表现出了一定的处理效果。

【结论】黄河泥沙具有多种特性，包括粒径分布、含水率和养分含量。

为了减少泥沙对水环境的影响，需要采取有效的处理方法。

颗粒粒度检测综述讲解研究生课程论文《颗粒粒度测量技术》课程名称文献阅读与专题报告姓名学号专业测试计量技术及仪器任课教师开课时间 2013-2014学年第二学期1-18周教师评阅意见：论文成绩评阅日期课程论文提交时间：2014年9 月15日颗粒粒度测量技术作者：学院：年级：学号：摘要:砂砾粒度分布是混凝土拌合物质量的关键。

本文对不同的颗粒粒度分析方法作了详细介绍，对传统的筛分法，激光粒度以及图像处理法等各粒径检测方法进行了归纳总结，对各分析方法的优缺点做了分析。

介绍了国内外粒度测量的发展现状。

关键词：粒度分析；筛分法；激光粒度法；机器视觉；在工程建设中，混凝土是建筑用的主要材料。

混凝土分为天然砂和机制砂两种，迄今为止天然砂占了大半。

为保护有限河砂资源，避免过度开采、滥采，避免影响生态以及江河防洪堤、航运和桥梁使用安全，我国向相关政府、单位、科研院校等发出了有必要通过推广应用机制砂解决建设工程用砂量问题的通知，其内容还包含了要加强机制砂生产和应用过程的质量管控，确保工程质量安全。

确保机制砂的粒径分布满足国际标准是保证混凝土质量的重要指标，确定适用于水泥混凝土用机制砂颗粒大小和形状的检测方法，对于控制机制砂生产质量、保证机制砂混凝土性能具有重要的经济意义。

1.颗粒粒度检测方法传统的颗粒测量方法有筛分法、显微镜法、沉降法、电感应法等，近年来发展的方法有激光衍射法、计算机图像分析技术，基于颗粒布朗运懂得粒度测量法等[1]。

在实验室的科学研究中，筛分法、马尔文激光检测法和图像法是比较常用的手段。

1.1筛分法颗粒粒度的测定方法中历史最长、最通行的是筛分法，它是借助人工或不同的机械振动装置[2]，将颗粒样品通过一系列具有不同筛孔直径的标准筛（即筛系），分离成若干个粒级，再分别称重，然后求得以质量分数表示的颗粒粒度分布[3]。

筛分法的优点是原理简单、直观，操作方便，易于实现，这也是其获得广泛应用的重要原因。

而筛分法的缺陷也不能忽视。