นักวิจัยทดสอบขนาดอนุภาคโดยใช้เครื่องวิเคราะห์ขนาดอนุภาคเลเซอร์หลังจากจำแนกผงแคลเซียมหนักเพียงครั้งเดียว ที่น่าประหลาดใจคือ ขนาดอนุภาคละเอียดมีการเปลี่ยนแปลง และค่า D100 เพิ่มขึ้น หลังจากจำแนกครั้งที่สอง ค่า D100 เพิ่มขึ้นอีกครั้ง ทำให้เกิดความสับสนมากขึ้น
ในตอนแรก มีความสงสัยว่าผงชนิดอื่นอาจผสมกับผงแคลเซียม อย่างไรก็ตาม หลังจากตัดความเป็นไปได้นี้ออกไปแล้ว ปัญหาดังกล่าวยังคงมีอยู่ ดังนั้น เรามาเน้นที่กระบวนการจำแนกประเภทและวิธีการตรวจจับเพื่อทำความเข้าใจว่าเหตุใดจึงเกิดเหตุการณ์ดังกล่าวขึ้น
ไม่รวม การปนเปื้อน:เน้นการจำแนกและการตรวจจับ
ไม่น่าจะผสมกับผงอื่นได้ ดังนั้นมาดูกระบวนการจำแนกประเภทและวิธีการตรวจจับกัน นี่คือการวิเคราะห์แบบง่าย ๆ เพื่อความชัดเจน
อุปกรณ์บดและฟังก์ชันการจำแนก
เดอะ อุปกรณ์บด เป่าอนุภาคผงเข้าไปในเครื่องคัดแยกโดยกระแสลมที่พัดขึ้น เครื่องคัดแยกนี้หรือเครื่องคัดแยกกระแสลมใช้แรงเหวี่ยงทางกลเพื่อเร่งอนุภาคผงในกระแสลม อนุภาคขนาดใหญ่จะถูกเหวี่ยงออกไปด้านนอก กระทบกับผนังเหล็กและสูญเสียพลังงานจลน์ ซึ่งทำให้อนุภาคเหล่านั้นตกลงมาด้านล่าง ในขณะเดียวกัน อนุภาคขนาดเล็กจะยังคงอยู่ในศูนย์กลางของกระแสลมและถูกพัดไปยังตัวเก็บฝุ่นหรือขั้นตอนการประมวลผลอื่นๆ ในภายหลัง
เครื่องวิเคราะห์ขนาดอนุภาคเลเซอร์
เครื่องวิเคราะห์ขนาดอนุภาคเลเซอร์จะทดสอบขนาดอนุภาคโดยการวางอนุภาคผงเฟสเจือจางลงในสารละลายน้ำ เครื่องวิเคราะห์จะใช้แหล่งกำเนิดแสงแบบเดี่ยวหรือแบบคู่ที่มีความยาวคลื่นเฉพาะเพื่อเหนี่ยวนำการรบกวนหรือการเลี้ยวเบน โดยอาศัยแบบจำลองเช่น มิเอะ หรือ ฟรอนโฮเฟอร์ เพื่อจำลองปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสงกับอนุภาค จากนั้นจะคำนวณข้อมูลทางสถิติเกี่ยวกับเส้นผ่านศูนย์กลางของปริมาตร
โมเดล MIE:ใช้เป็นหลักสำหรับขนาดอนุภาคระดับนาโนเมตร
โมเดล Fraunhofer (F-Model):เหมาะกับขนาดอนุภาคที่ใหญ่กว่า
หลักการเบื้องหลังโมเดลเหล่านี้มีความซับซ้อน แต่แต่ละโมเดลได้รับการออกแบบมาให้เหมาะกับช่วงขนาดอนุภาคที่แตกต่างกันเพื่อการวิเคราะห์ของเรา
เพราะเหตุใด D100 จึงเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ?
เมื่อผงถูกจำแนกประเภทหลายประเภท ค่า D100 (ขนาดอนุภาคที่ 100% ของวัสดุมีขนาดเล็กลง) อาจเพิ่มขึ้นในแต่ละประเภท ซึ่งมักเกิดจากสาเหตุต่อไปนี้:
- การกระจายตัวของอนุภาค:หลังการจำแนกประเภทแต่ละครั้ง อนุภาคที่ละเอียดกว่าอาจถูกกำจัดออกไป เหลืออนุภาคที่หยาบกว่าไว้มากขึ้น ผลลัพธ์คือการเปลี่ยนแปลงโดยรวมในการกระจายขนาดอนุภาค ส่งผลให้ค่า D100 เพิ่มขึ้น
- ประสิทธิภาพการจำแนกประเภท:ประสิทธิภาพของเครื่องจำแนกประเภทอาจแตกต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องจัดการกับผงที่มีการกระจายขนาดอนุภาคที่กว้าง การจำแนกประเภทที่ไม่สม่ำเสมออาจทำให้อนุภาคที่ละเอียดกว่ากลับเข้าสู่ระบบได้ ส่งผลให้ขนาดของอนุภาคเปลี่ยนแปลงไป
- ความแปรปรวนของวิธีการวัดวิธีการของเครื่องวิเคราะห์ขนาดอนุภาคเลเซอร์ โดยเฉพาะแบบจำลอง MIE และ Fraunhofer อาจทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนในการวัดได้ ขึ้นอยู่กับลักษณะของอนุภาคและความยาวคลื่นที่ใช้ในการตรวจจับ
บทบาทของ D97, D98 และ D100 ในการวิเคราะห์ขนาดอนุภาคเลเซอร์
ในสาขาการวิเคราะห์ขนาดอนุภาค จุดเน้นส่วนใหญ่มักจะอยู่ที่ ดี 97 หรือ ดี 98 ค่าที่แสดงขนาดอนุภาคที่ถูกตัดด้านบน ในขณะที่นักวิจัยไม่ค่อยได้พูดถึง ดี100อย่างไรก็ตาม หากคุณตรวจสอบผลการทดสอบจากเครื่องวิเคราะห์ขนาดอนุภาคเลเซอร์อย่างใกล้ชิด ไม่ว่าจะเป็นจาก Malvern, Bexter หรือเครื่องมืออื่น ๆ คุณจะสังเกตเห็นว่า ดี 97 และ ดี100 ค่าอาจแตกต่างกันอย่างมาก ความแตกต่างนี้มักอยู่ในช่วง 0.02% ถึง 0.04% ซึ่งเน้นย้ำถึงความซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับการวัดขนาดอนุภาค
การเข้าใจคุณค่า
เดอะ ดี100 ค่านี้แสดงถึงขนาดอนุภาคที่ 100% ของตัวอย่างมีขนาดเล็กลง แม้ว่าค่านี้อาจดูสำคัญ แต่ก็มักจะถูกบดบังด้วย ดี 97 และ ดี 98 การวัดซึ่งเน้นที่จุดตัดสูงสุด ความคลาดเคลื่อนระหว่างค่า D97 และ D100 ไม่จำเป็นต้องเกิดจากข้อผิดพลาดในกระบวนการวัด แต่เกิดจาก ธรรมชาติทางอ้อม ของการวิเคราะห์ขนาดอนุภาคด้วยเลเซอร์
เครื่องวิเคราะห์ขนาดอนุภาคเลเซอร์: วิธีการตรวจจับทางอ้อม
เครื่องวิเคราะห์ขนาดอนุภาคเลเซอร์ เช่น เครื่องจาก Malvern หรือ Bexter ใช้ การรบกวน หรือ การเลี้ยวเบน แบบจำลองเพื่อประมาณขนาดของอนุภาคผง เครื่องวิเคราะห์เหล่านี้ใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์เฉพาะ เช่น มิเอะ หรือ ฟรอนโฮเฟอร์ แบบจำลองเพื่อคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางปริมาตรโดยอาศัยคลื่นรบกวนที่เกิดขึ้นเมื่อแสงทำปฏิกิริยากับอนุภาคผง
อย่างไรก็ตามกระบวนการนี้เป็น ทางอ้อม—โมเดลเหล่านี้ใช้การคำนวณทางสถิติมากกว่าการวัดโดยตรง ส่งผลให้ความไม่แม่นยำอาจเกิดขึ้นได้ โดยเฉพาะใน ความสุดขั้ว ของช่วงขนาดอนุภาค เช่น ขนาดอนุภาคที่เล็กที่สุด (0%) และใหญ่ที่สุด (100%) ลักษณะทางสถิตินี้หมายความว่าการวิเคราะห์อาจแยกอนุภาคขนาดใหญ่บางประเภทออกไปทางสถิติ ซึ่งอาจหายากเกินไปหรือใหญ่เกินไปเมื่อเทียบกับความยาวคลื่นแสง
ความไม่แม่นยำทางสถิติในอนุภาคขนาดใหญ่และขนาดเล็ก
ความแม่นยำของเครื่องวิเคราะห์ขนาดอนุภาคเลเซอร์มักถูกจำกัดโดย เกณฑ์ทางสถิติ ที่กำหนดโดยแบบจำลอง เมื่อมี จำนวนน้อย ของอนุภาคที่ละเอียดมาก อาจถูกมองข้ามเนื่องจากข้อจำกัดในการสุ่มตัวอย่างทางสถิติ ในทางกลับกัน เมื่อจำนวนอนุภาคที่หยาบขึ้น อนุภาคเหล่านี้จะเข้าสู่กลุ่มตัวอย่างและส่งผลต่อการกระจายขนาดอนุภาคที่สังเกตได้ ส่งผลให้เกิด ดี100 ค่าต่างๆ ที่ได้รับอิทธิพลจากเกณฑ์ทางสถิติเหล่านี้ โดยเชื่อมโยงอยู่กับขีดจำกัดความสามารถในการทำซ้ำและการตรวจจับของเครื่องวิเคราะห์
บทสรุป
เครื่องวิเคราะห์ขนาดอนุภาคเลเซอร์ให้ข้อมูลทางสถิติที่มีค่าโดยใช้วิธีการวัดทางอ้อม เครื่องวิเคราะห์นี้ให้ความสามารถในการทำซ้ำได้ภายในช่วงขนาดอนุภาคที่กำหนด และมีประโยชน์อย่างมากในการแนะนำกระบวนการผลิตและการใช้งาน ผงประกอบด้วยอนุภาคที่มีขนาดหลากหลาย และการวิเคราะห์อนุภาคเหล่านี้ต้องอาศัยความเข้าใจในขนาดที่ละเอียดและหยาบ วิธีการวัดโดยตรง เช่น กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน เป็นวิธีการวัดขนาดอนุภาคที่แม่นยำและมองเห็นได้ชัดเจนกว่า แต่บ่อยครั้งก็ต้องใช้ทรัพยากรมากกว่า
การทำความเข้าใจถึงเหตุผลเบื้องหลังการจำแนกผงแคลเซียมหนักหลายประเภทและการเปลี่ยนแปลงใน D100 นั้นต้องพิจารณาทั้งกระบวนการจำแนกประเภทและข้อจำกัดของวิธีการตรวจจับ วงจรการจำแนกประเภทหลายประเภทและพฤติกรรมของตัวจำแนกประเภท รวมถึงแบบจำลองที่ใช้โดยเครื่องวิเคราะห์ขนาดอนุภาคเลเซอร์ ล้วนมีบทบาทในการเปลี่ยนแปลงที่สังเกตได้ในการกระจายขนาดอนุภาค การปรับปรุงกระบวนการจำแนกประเภทและการรับรองวิธีการตรวจจับที่สอดคล้องกันจะช่วยลดปัญหาของค่า D100 ที่เพิ่มขึ้นได้