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歐美克Topsizer系列、LS-909系列、LS-609及LS-POP(9)粒度儀的主光路均采用國(guó)際引進(jìn)的單透鏡后傅里葉對(duì)稱光學(xué)設(shè)計(jì)。

后傅里葉光學(xué)設(shè)計(jì)通過(guò)將傅里葉透鏡前置，窗口顆粒的前向、大角、后向散射光信號(hào)均無(wú)需經(jīng)過(guò)任何透鏡，直接由探測(cè)器接收。相對(duì)于經(jīng)典傅里葉或多透鏡光學(xué)設(shè)計(jì)，歐美克儀器在不損失探測(cè)角度范圍的情況下，將光學(xué)系統(tǒng)的元件減到最少，提高了空間角度檢測(cè)信號(hào)的一致性并顯著減少了系統(tǒng)噪聲。

通過(guò)優(yōu)化的光學(xué)設(shè)計(jì)，環(huán)境溫度變化及振動(dòng)對(duì)于儀器的影響得到了明顯的降低。通過(guò)儀器的自動(dòng)對(duì)中控制，可以輕易的將儀器的光源、樣品檢測(cè)窗和探測(cè)器三個(gè)關(guān)鍵部分進(jìn)行準(zhǔn)直，從而保證光學(xué)平臺(tái)能始終處于準(zhǔn)確的條件下獲取顆粒散射光能的角度信息。

▲  OMEC LS-909光學(xué)設(shè)計(jì)

粒度儀測(cè)試數(shù)據(jù)的重現(xiàn)，需要儀器具有良好的一致性。

傳統(tǒng)的粒度儀將諸多的不同的光學(xué)元件依次安裝于光學(xué)底座上，元器件相對(duì)位置和角度的細(xì)微差別均會(huì)引起測(cè)試結(jié)果的變化。通過(guò)將激光管、針孔、擴(kuò)束鏡進(jìn)行一體化的模塊設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)于眾多數(shù)量的探測(cè)器采用一體式工裝定位裝配，使得樣品的測(cè)試數(shù)據(jù)在歐美克儀器之間得以重現(xiàn)，減少了用戶對(duì)于研發(fā)到生產(chǎn)以及行業(yè)上下游數(shù)據(jù)不一致的困擾。

在2018年的農(nóng)藥化驗(yàn)員培訓(xùn)班中，采用3臺(tái)新舊不同的LS-609激光粒度儀，由60位化驗(yàn)員以SOP方式進(jìn)行測(cè)試，同批次嘧菌酯樣品的D50結(jié)果表現(xiàn)出*的重現(xiàn)性(如下圖)。

激光光源是影響儀器長(zhǎng)期穩(wěn)定性和一致性最重要的元器件之一。半導(dǎo)體激光管因其價(jià)格低廉而使用廣泛，但其使用過(guò)程中其活性半導(dǎo)體材料易發(fā)生晶型變化，能帶漂移，缺陷增多等現(xiàn)象，同時(shí)半導(dǎo)體激光器輸出光強(qiáng)受溫度影響極大，從而使得其輸出的激光光波長(zhǎng)、發(fā)散角和單色性在短時(shí)間和長(zhǎng)時(shí)間段中皆處于不斷變化的狀態(tài)。

歐美克激光粒度儀堅(jiān)持采用氦氖氣體激光管，其工作物質(zhì)為惰性氦氖氣體，不會(huì)隨時(shí)間發(fā)生任何變化，其輸出的激光光學(xué)質(zhì)量在整個(gè)儀器壽命周期內(nèi)均保持一致，且經(jīng)過(guò)短時(shí)間預(yù)熱即可輸出穩(wěn)定光強(qiáng)，幾乎不受溫度影響。這也是歐美克儀器在用戶長(zhǎng)期使用中無(wú)需標(biāo)定始終保持結(jié)果準(zhǔn)確的重要原因之一。

歐美克激光粒度儀所有探測(cè)器均具有雜散光光學(xué)屏蔽罩，探測(cè)器僅對(duì)準(zhǔn)顆粒檢測(cè)區(qū)間開(kāi)口，使得噪聲水平得以控制，有利于低濃度、高吸光、強(qiáng)反光顆粒的樣品中含有的少量離散組分或細(xì)微差異組分的準(zhǔn)確測(cè)試。

▲ LS-609側(cè)向探測(cè)器局部

在粒度測(cè)試過(guò)程中，由于操作者忽略了儀器狀態(tài)是否正常或加樣錯(cuò)誤等原因?qū)е碌臏y(cè)試結(jié)果偏差時(shí)常發(fā)生，而智能化設(shè)計(jì)的儀器控制系統(tǒng)可以幫助使用者避免這些問(wèn)題。例如，歐美克開(kāi)發(fā)了對(duì)中狀態(tài)智能判斷功能，開(kāi)啟后控制軟件可以自動(dòng)對(duì)儀器背景狀態(tài)和光學(xué)對(duì)中進(jìn)行判斷，在對(duì)中不良時(shí)自動(dòng)進(jìn)行對(duì)中調(diào)整。

在濕法測(cè)試中，系統(tǒng)可自動(dòng)識(shí)別判斷加樣量，根據(jù)需要提醒操作者繼續(xù)加樣至滿足遮光率要求或者在加樣過(guò)量的情況下自動(dòng)控制調(diào)低遮光率后再進(jìn)行測(cè)量。在干法測(cè)試中，智能下料狀態(tài)動(dòng)態(tài)分析功能可以對(duì)流動(dòng)性不佳樣品下料的穩(wěn)定性自動(dòng)判斷，同時(shí)將超量下料或下料中斷時(shí)的光能信號(hào)和采樣時(shí)間等進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整以提高測(cè)試間的一致性。有了這些智能化功能，測(cè)試結(jié)果更可靠，減少了測(cè)試分析人員的不熟練或疏失的影響。

歐美克粒度儀的進(jìn)樣器在設(shè)計(jì)時(shí)也充分考量和改進(jìn)了對(duì)不同顆粒的分散能力以及進(jìn)樣的一致性，例如，濕法循環(huán)進(jìn)樣器SCF-105B的電機(jī)控制，針對(duì)傳統(tǒng)電流控制離心泵轉(zhuǎn)速精確度較低的問(wèn)題，在進(jìn)樣器中加入了電機(jī)測(cè)速裝置，通過(guò)數(shù)字反饋控制電機(jī)精確運(yùn)轉(zhuǎn)，使泵速顯示真正的眼見(jiàn)為實(shí)，不同批次進(jìn)樣器之間的分散條件得以做到真正的一致，也保障了不同粘度介質(zhì)測(cè)量的泵速數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。

同樣地，在DPF-110干法進(jìn)樣系統(tǒng)中配置了分散壓傳感器和負(fù)壓傳感器，使得粉體下料后在分散管道內(nèi)的狀態(tài)精確可控，對(duì)于測(cè)試方法開(kāi)發(fā)時(shí)精準(zhǔn)滴定分散壓力條件以及測(cè)試過(guò)程中負(fù)壓異常的甄別都有極大幫助。這些措施可以幫助用戶快速地將測(cè)試方法在不同實(shí)驗(yàn)室之間轉(zhuǎn)移并通過(guò)方法學(xué)驗(yàn)證的審核。

▲ DPF-110分散管壓力測(cè)量及預(yù)警

為了減輕使用者的操作負(fù)擔(dān)，歐美克激光粒度儀控制軟件優(yōu)化了操作界面和流程，使用者可以一鍵運(yùn)行SOP，結(jié)合主機(jī)和進(jìn)樣系統(tǒng)的智能感知、精密控制功能，歐美克現(xiàn)代激光粒度儀真正實(shí)現(xiàn)了加樣后全流程的測(cè)量方法和測(cè)試條件的標(biāo)準(zhǔn)化。

在經(jīng)過(guò)方法開(kāi)發(fā)后確定的樣品測(cè)試最l優(yōu)條件以SOP文件的方式固定下來(lái)后，只需要擁有最基本電腦操作和測(cè)試常識(shí)的操作人員均可以勝任標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試工作，同時(shí)測(cè)試過(guò)程的數(shù)字化記錄可以隨時(shí)用于追溯。

經(jīng)過(guò)歐美克儀器人多年的努力，使復(fù)雜的儀器變?yōu)楹?jiǎn)單的工具，歐美克激光粒度儀將在工業(yè)用戶的生產(chǎn)質(zhì)控市場(chǎng)中繼續(xù)大放光彩。