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確和準確 ――關(guān)于zeta電位兩種測量方法的討論

來源:上海中晨數(shù)字技術(shù)設(shè)備有限公司   2013年08月04日 14:10  

    有個小小說是關(guān)于測量學的。故事說的是有個農(nóng)場主要測量田埂的長度,請來兩位測量能手。一位用的是“土辦法”--麻繩、卷尺加計算器,一位用的是激光測距儀。結(jié)果前者測出了“103.2米”的數(shù)據(jù),后者測出了“94.563米”的精確數(shù)字。最終,農(nóng)場主采用了激光測距儀測得的精確數(shù)字。用“土辦法”的那位測量者臨別前說:“雖然我沒有比他測得精確,但我的結(jié)論比他準確。”

    上海中晨數(shù)字技術(shù)設(shè)備有限公司研發(fā)生產(chǎn)的微電泳儀(亦稱zeta電位儀、微芯片電泳儀,國家創(chuàng)新基金項目),采用的是視頻測量技術(shù)。根據(jù)分散體系中帶電顆粒在電場切換作用下的單位時間位移,自動截取并強化帶電顆粒圖像,軟件分析位移像素自動計算出其電泳淌度及zeta電位,并可準確觀測粒徑大小。由于全部分析過程均是“所見即所得”,相當于故事中“土辦法”的升級版,所以數(shù)據(jù)一定是準確的,想做錯都難,是實測值。

    而國際著名儀器公司生產(chǎn)的zeta電位和粒徑分析儀器基本上都采用激光衍射測量技術(shù),測量快而精確。但是,“當顆粒小到幾百納米時,其衍射光強對于角度幾乎*失去依賴性”,并且,“在ISO13320國際標準中,特別提出如果顆粒粒徑小于幾十微米,需采用米氏理論,輸入正確的樣品折射率和吸收率以便能獲得更為準確的結(jié)果”(參見《儀器快訊》2009年10月刊-《激光粒度儀的技術(shù)現(xiàn)狀與儀器選用》[馬爾文儀器有限公司·秦和義])。由此可見該類儀器盡管測量數(shù)字精確,但是在一些環(huán)境下不見得準確,并且是需要在“正確的”折射率和吸收率等參數(shù)支持下才能得出的計算值

    微電泳儀(zeta電位儀)主要是測量分散體系中帶電顆粒的zeta電位,廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代科研、生產(chǎn)領(lǐng)域。比如在工業(yè)廢水、江河飲用水采水處理中,我們希望添加適合的絮凝劑,使水分散體系趨向于極不穩(wěn)定、水分散體系中的帶電顆粒絮凝成大團并沉降,從而獲得干凈的水體。而相反的例子是在造紙工業(yè)中,我們希望調(diào)配最佳的漿體環(huán)境,使紙漿分散體系趨向于非常穩(wěn)定、紙漿分散體系中的帶電顆粒以極小微粒*分散,從而獲得光潔平滑的紙張。

    上海中晨數(shù)字技術(shù)設(shè)備有限公司研發(fā)生產(chǎn)的微電泳儀(zeta電位儀)由于采用的是視頻測量技術(shù),測量結(jié)果準確;目前測量粒徑的下限是100納米,帶電顆粒粒徑只能逐個觀察測量。國際著名儀器公司生產(chǎn)的zeta電位和粒徑分析儀器基本上都采用激光衍射測量技術(shù),測量結(jié)果精確但在一些環(huán)境下不準確,其優(yōu)勢在于可以快速測出整個分散體系中粒徑分布直方圖。

    綜上所述我們得到的結(jié)論是,視頻測量技術(shù)在zeta測量和帶電顆粒單體觀察測量上的可靠性有著明顯的優(yōu)勢,而激光衍射測量技術(shù)在測算整個分散體系中粒徑分布直方圖時優(yōu)勢顯著,兩者各有長處。

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