Сравнение измерительных методов part 2

«Лазерники» и цифровые измерительные методы

В эпоху быстрого развития компьютеров и электронных (цифровых) методов измерений использование аналоговых измерительных методов является анахронизмом.
Даже если для этого используется лазер. Впрочем, лазерным диодам используемым сейчас не хватает точности в отношении стабилизации работы по времени и геометрической однородности силы излучения. Для аналоговых измерений этого достаточно, но лазерный микроскоп не удалось ещё построить.
Сейчас, при наличии быстродействующих электронных схем можно каждую частицу измерить отдельно, а многомиллионное множество частиц можно посчитать, промерить и разделить на фракции в несколько минут.
У современных измерительных методов отсутствуют некоторые существенные недостатки «лазерников», прежде всего они не измеряют аналоговым способом суммы частиц.
Сканируя каждую частицу отдельно, можно по ходу измерения определить её форму, что автоматически даёт возможность принять соответствующий алгоритм для расчёта объёма частицы. В «лазерниках»  идентификацию частиц, в отношениии формы и оптических свойств, следует провести до выполнения измерения. Если этого не сделать, то точность измерения легко предугадать.
Дело здесь касается сравнения того, что видно под микроскопом, либо что можно померить каким-либо классическим методом, напр. на ситах, с результатом полученным с помощью «лазерников».
Наибольшим успехом «лазерников» является то, что многие поверили в возможность сделать измерение в 20 секунд. В отдельных случаях этого конечно можно добиться, когда вещество идеально подходит для такого измерения. Но в течение 20 с не удастся разделить всех конгломератов, а в частности промерить сухим методом весь представительный образец. В действительности измерение требует на много больше времени. Кроме того прибору нужно в первую очередь обеспечить температурную выдержку, чтобы добиться правильных измерений.
В цифровых приборах весь представительный образец необходимо промерить и это продолжается несколько минут, хотя малое множество можно промерить даже в 10 секунд.
Большой проблемой в лазерниках являются многомодальные распределения, т.е. распределения со многими «горбами». Получение такого распределения на «лазернике» требует большого мастерства. Обычно популярные двухмодальные распределения являются результатом погрешности занижения размеров частиц и суммирования распределения с фоном и шумами. В этом случае типичный первый «горб» обычно находится вблизи 1 мкм и растягивается ниже этого размера.
Быстрое сканирование кривой напряжения в цифровых методах автоматически определяет уровень нуля. Так как всегда  измеряется одна частица, то весь диапазон А/Ц преобразователя отдаётся в её распоряжение. Она может быть точно измерена без соучастия многих других частиц и зарегистрирована в цифровой форме в памяти компьютера. Когда в памяти имеются размеры всех частиц, то проблема многомодальности результатов отсутствует.
 «Лазерники» могут определять только один размер, а что могут цифровые приборы?
С помощью зарегистрированного времени сканирования и при известной скорости перемещения частицы через определённое измерительное пространство можно определить второй размер частицы.
Приборы использующие цифровую технику для измерения отдельных частиц можно дополнить измерительными трактами различной геометрической конфигурации и измерять частицы в трёх размерах.
Выше были представлены некоторые проблемы «лазернииков» и эти проблемы были сравнены с новыми измерительными методами, использующими новейшие способы оптико-электронных измерений. Тем, которые желают более подробно ознакомиться с комплексной оценкой лазерников, рекомендуется ознакомление с публикацией NIST (National Institute of Standards and Technology) - NIST Recommended Practice Guide, Special Publication 960-1 Paricle Size Characterization (http://www.msel.nist.gov/practiceguides/SP960_1.pdf)
Решающим аргументом во многих конкурсах на поставку являяется требование соответствия стандарту ISO 13320-1.
В этом стандарте описывается в общих чертах способ измерения методом лазерной дифракции без детального описания параметров прибора, способа проведения и точности измерений. Стандарт описывает измерительный процесс только для сферических частиц, так как метод лазерной дифракции основан на теориях: дифракционной Фрауенгофера и модели рассеянного света Ми. В обеих теориях используются для анализа лишь однородные, изотропные сферы.
Этот стандарт оказывается непригодным для получения корректного измерения.