激光粒度仪对粉体企业来说,是最基础、也最关键的检测设备。但在实际使用中,用户往往有以下困扰:仪器提供了几种不同的反演计算模型,同样的样品(对应同样的散射光分布数据),用户选择不同的计算模型,仪器就会给出不同的结果。哪一个结果是正确的?尤其是仪器厂家推荐用户使用的“通用”模型,测量颗粒标准样品的结果往往是错误的,那么这个模型测量计算用户的实际样品,结果是否正确?这些痛点长期困扰着颗粒材料企业,也是世界激光粒度仪行业的核心难题。
在11月22日举办的“中国颗粒学会颗粒测试专委会40周年活动”上,真理光学在其新品发布会上隆重推出了新一代LT3900激光粒度分析仪。它不仅是传统意义上的“参数升级”——粒径测量范围覆盖0.01到4000微米,而且实现了全量程、全样品类别一镜到底:用户无需选择分析模型,仪器给出唯一确定结果。让激光粒度分析的能力整体往前迈了一步,成为世界标杆。

LT3900激光粒度分析仪揭幕仪式
行业难点:量程扩展依赖“拼接”,可靠性不足
在激光粒度分析领域,如何同时提升纳米级下限与毫米级上限,一直是行业公认的技术难题。
长期以来,主流仪器普遍采用“双光源、三光源甚至多光源拼接”,或额外“嫁接图像模块”来扩大量程。但这类方案本质上是依赖不同测量系统的组合,存在难以避免的结构性缺陷:
l 多光源之间的衔接不可避免地引入拼接误差;
l 图像法与激光衍射原理迥异,拼接后结果失真严重。
更关键的是,传统正入射测量窗口存在“全反射盲区”,400nm 以下颗粒的散射光信息缺失,这意味着即使标称“下限几十纳米”,实际常常只能测到亚微米边缘。这也造成了许多用户实际测得的下限与官方标称存在差距。

常规激光粒度仪测量窗口的全反射盲区示意图
创新光路破局:LT3900实现0.01~4000 微米“一镜到底”
为了扩展量程并避免上方两个难题,真理光学经过五年的原创技术攻关后推出了全新一代激光粒度分析仪LT3900。该产品并没有沿用行业常见的“多光源补量程”路线,而是在LT3600 Plus梯形窗口与ACAD补偿算法的技术底座上进一步深化,重新设计了光路结构,使得激光粒度分析仪进一步拓展表观量程达到0.01~4000微米。


真理光学全新一代LT3900激光粒度分析仪
其核心原创技术包括:
l 无衍射照明光学模组:消除杂散光、提升信噪比;
l 超大角散射光增强技术:扩展散射角范围;
l 弱散射光抗干扰技术:精准捕获纳米级微弱散射光;
l 后向散射角扩展技术:结合斜置窗口显著缩小盲区。

LT3900创新的光路结构

LT3900的全反射盲区
最终使LT3900的D50下限从100nm推至40nm,上限从 800μm 扩展到 3500μm(文档实测 D50 可达 3000μm),并全程“一镜到底”,无需更换透镜或采用多光源拼接。

标准物质验证结果
实测数据验证:D50从40nm到3000μm的全区间可靠性
真理光学坚持用数据验证能力。在对40nm~3000μm的标样验证中,使用统一的反演模型一镜到底。结果显示,LT3900的D50测量值全部落入不确定度区间,重复性偏差远低于 0.5%。以下是部分具有代表性的样品数据:
l 40nm乳胶微球:D50=41.8nm,重复性偏差=0%
l 107.3μm玻璃微珠:RSD=0.037%
这些结果表明 LT3900 的高精度并非“理论值”,而是可以经受考验的实测性能。

LT3900优异性能的实测数据验证
性能背后的科学根基:从ACAD异常到反演统一化
LT3900之所以能实现性能上的巨大提升,关键来自研发团队对基础科学问题的持续研究。张福根博士团队在早期研究中首次揭示并解决了“爱里斑反常变化(ACAD)”:透明颗粒在 0.4~6 μm范围内会出现散射角与粒径之间非单调关系,导致传统反演算法在这一段基本失效。

爱里斑尺寸(散射角)随粒径的变化,横坐标α为无因次参量,正比于粒径
ACAD补偿修正技术正是为此而生,使LT3900 能在全量程统一米氏模型的情况下获得稳定解算,无需用户选择分析模式。再叠加斜置窗口对盲区的压缩、20kHz 高速采样等技术加成,LT3900得以在真实样品中呈现平滑、可信的粒度分布。
应用价值:为新材料产业提供“测量底气”
在先进陶瓷、生物医药、固态电池、电子浆料、高端涂料油墨等领域,粒度控制是性能优化与质量稳定性的核心控制点。过去,企业往往需要多台仪器覆盖不同粒径段;现在,一个 LT3900就能覆盖纳米到毫米级全区间,为研发与质控带来极大便利。

纳米级红墨水(左)及毫米级玻璃珠(右)的粒度分布
LT3900 的上线,不仅是参数更优秀这么简单,而是在粒度仪领域树立了一个新的标杆:从底层原理出发的硬核创新,方能成就高端仪器。未来,LT3900 将持续赋能产业升级,助力粉体新材料产业高效快速发展。
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