測定粉塵粒徑

1、實驗 粉塵粒徑及分布測定 一實驗的目的和意義 粉塵粒徑的大小與除塵效率有著密切的關(guān)系，因此粉塵粒徑大小的測定示研究通風除塵技術(shù)的重要組成部分。 通過本實驗應(yīng)達到以下目的： 1掌握光學法測定粉塵粒徑的基本原理及實驗方法。 2了解偏光顯微鏡的構(gòu)造原理以及操作方法。 3學會與粉塵粒徑分布有關(guān)的數(shù)據(jù)處理及分析方法。 4. 學習激光粒徑分布儀的使用 二實驗原理 在光學顯微鏡下觀察并測定的粉塵的粒徑為投影粒徑，包括面積等分徑（Martin徑）、定向徑（Feret徑）、長徑、短徑。為便于操作，本實驗使用定向直徑。 在顯微鏡下測定光片中粉塵投影粒徑的大小，通常使用帶有刻度的接目鏡來進行，這種接目鏡的十字絲上刻

2、有100個小格（又稱刻度尺），每小格所代表的長度因物鏡放大倍數(shù)的不同而異。通過觀測物臺微尺給定長度的刻度，便可以確定目鏡刻度尺上每小格所代表的長度。 在本實驗中，我們同時采用另一種方法。其過程為：用攝影鏡頭取代目鏡，通過計算機顯示器進行觀察。對給定物鏡，取得物臺微尺視圖（如右上圖），用指定軟件打印出后，測定每格的紙上長度，最后確定單位紙上長度代表的實際長度。然后再在該放大倍數(shù)下，取得粒子的粒徑分布圖（如右下圖），便可測得粒子的試樣的粒徑分布。 粉塵是由各種不同粒徑的粒子組成的集合體。因此，測定好各個單一粉塵粒子的投影徑以后，可通過多種方法得出粉塵的分散度。常用的方法有列表法、直方圖法、頻率曲線

3、法等。為了更好地了解粉塵粒徑分布、比較不同的粒子總體，可以適當?shù)赜嬎惴蹓m的幾個特征數(shù)。粉塵的特征數(shù)主要包括：算術(shù)平均徑（d）、中位徑（50%）（d50）、眾徑（dm）、方差、標準差等。三實驗設(shè)備本實驗應(yīng)用它測定粉塵顆粒的投影粒徑。偏光顯微鏡的式樣很多，我國常用的有江南光學儀器廠制造的XB-01、XPT-06型630倍中級偏光顯微鏡，上海光學儀器廠制造的XPG型1000倍偏光顯微鏡及偏光顯微鏡及蔡司廠生產(chǎn)制造的文柯型偏光顯微鏡。本實驗使用的是XPT-7型偏光顯微鏡。（一）偏光顯微鏡的構(gòu)造型式 盡管偏光顯微鏡式樣繁多，但其構(gòu)造大同小異。以XPT-7型偏光顯微鏡為例，它由以下幾部分構(gòu)成： 1鏡座：承

4、受偏光顯微鏡的全部重量，其外形為具直立柱的馬蹄形。 2鏡臂：呈弓形，下端與鏡座相聯(lián)，上部裝有鏡筒。 3反光鏡：把光源反射到顯微鏡光學系統(tǒng)中的具平凹兩面的小圓鏡，可任意轉(zhuǎn)動。 4下偏光鏡：由偏光片組成，可轉(zhuǎn)動以調(diào)節(jié)偏光的振動方向。 5鎖光圈：用以控制進入視域的光量，可自由開合。 6聚光鏡：由一組透鏡組成，上面一般刻有數(shù)值孔徑（N·A）。 7載物臺：是一個可轉(zhuǎn)動的圓形平臺，邊緣有刻度（360度），并有標尺，可讀出旋轉(zhuǎn)角度；外緣有固定螺絲，用以固定物臺；中央有圓孔，是光線的通道。物臺上有還有一對彈簧夾，用于支持光片。8鏡筒：長圓筒形，上端插有目鏡，下端裝有物鏡，中間有試板孔、上偏光鏡和勃氏

5、鏡。9物鏡：決定成像性能的重要部分，價值約占整個顯微鏡的1/51/2。物鏡有15組復式透鏡組成。10目鏡：一般有5倍、10倍兩個。目鏡中有十字絲或分度尺、方格網(wǎng)。十字絲上刻有100字小格（又稱刻度尺）。顯微鏡的總放大倍數(shù)為目鏡放大倍數(shù)與物鏡放大倍數(shù)之乘積。例如用10倍的物鏡和10倍的目鏡，總放大倍數(shù)為10×10=100倍。11上偏光鏡：構(gòu)造與作用和下偏光鏡相同，但其振動方向常與上偏光鏡的相垂直。12勃氏鏡：是一個小的凸透鏡，附有鎖光圈，可因需要推入或推出。（二）偏光顯微鏡的附件偏光顯微鏡的附件有很多，包括有物臺微尺、機械臺、電動求積臺、石膏（石英）試板、云母試板、石英楔、穿孔木精等，

6、它們各自起著不同的作用。本實驗需應(yīng)用的附件為物臺微尺，應(yīng)用它來測定目鏡刻度每格所代表的長度。物臺微尺是嵌在玻璃片上的將長1mm（或2mm）分為100（或200）小格的顯微尺，其每小格等于0.01mm，如圖所示。 四實驗方法與步驟 （一）粉塵樣品光片的制備1將待測粉塵樣品放入烘箱，烘干后置于干燥器中冷卻備用。2滴入半滴至一滴松節(jié)油于載玻片上，然后用鉗子取少量粉塵樣品，將粉塵均勻灑在載玻片的松節(jié)油中。3待粉塵在松節(jié)油分散均勻后，在載玻片上面加上蓋玻片。在加蓋玻片時，應(yīng)先將蓋玻片的一邊置于載玻片上，然后輕輕地向下按，以免產(chǎn)生氣泡，影響粉塵粒徑的觀察和測定。（二）偏光顯微鏡的操作1裝卸鏡頭（1）裝目鏡

7、：將選用的目鏡插入鏡筒上端，使其十字絲位于東西、南北方向。（2）裝卸物鏡2調(diào)節(jié)照明（對光）轉(zhuǎn)動反光鏡對準光源，使視域達到最亮。3調(diào)節(jié)焦距（準焦）（1）將欲觀察的光片置于物臺上（光片的蓋玻片必須向上），用夾子夾緊。（2）從側(cè)面看鏡頭，旋動粗動螺絲，將鏡筒下降到最低的位置。（3）從目鏡中觀察，并擰動主動螺絲使鏡筒緩慢上升，直到視物中的物像清楚為止。如果視像不夠清楚，可轉(zhuǎn)動微動螺絲使之清楚。在顯微鏡下觀察時，最后學會兩只眼同時睜開，輪流觀察，這樣既可以保護視力又便于觀察操作。若用攝影鏡頭取得物像，可在計算機屏幕上觀察，減輕視力疲勞。（三）偏光顯微鏡下粉塵投影徑的測定1目鏡刻度尺每格代表尺寸的測定將物

8、臺微尺置于物臺上，準焦，然后轉(zhuǎn)動物臺，使微尺與目鏡刻度尺平行，再移動微尺，使兩零點對齊。仔細觀察兩小尺的刻度在什么地方重合，數(shù)出這兩個尺子在這段刻度內(nèi)各自的格子數(shù)。例如目鏡刻度尺為50格，物臺微尺為48格，則目鏡刻度尺每小格為物臺微尺的48/50，再乘以物臺微尺每小格代表的長度，即48/50x0.01mm=0.0096mm（9.6um）,就是該放大倍數(shù)下目鏡刻度尺所代表的長度，如圖所示。顯微鏡的放大倍數(shù)不同，目鏡中刻度尺每格所代表的尺寸也不同。顯微攝影儀下的操作同樣的道理，我們可以測定在攝影情況下所用標尺每格所代表的長度。由于攝影鏡頭沒有標尺，因此我們必須用打印機按一定比例（）打出物臺微尺的視

9、圖，然后用普通尺子測量該放大倍數(shù)下物臺微尺視圖中每一小格的紙上長度。例如：物臺微尺的個格是mm，則每mm紙上長度所代表的物臺長度為（）×0.01= 0.003mm物/mm紙 (3um物/mm紙)。2粉塵粒徑的測定在一定放大倍數(shù)下，目鏡刻度尺每格所代表的尺寸確定以后，將物臺微尺取下，將粉塵樣品光片置于物臺上，依一定的次序測定光片中粉塵樣品投影徑的大小，如圖所示，將所測得的數(shù)據(jù)記錄下來。在顯微攝影儀下的操作與此相同，只不過要在保持粒徑分布視圖的放大比例與物臺微尺的放大比例相同的情況下，將像圖打印出，然后再測量已打印出的像圖中各粒子的大小。五、實驗數(shù)據(jù)的記錄與處理 （一）原始數(shù)據(jù)的記錄 1放大倍數(shù)為的顯微鏡中目鏡刻度尺每格所代表的長度為um。 2將粉塵粒子投影徑大小的測定結(jié)果列于下表。粒子序號123456789格數(shù)粒徑m （二）實驗數(shù)據(jù)的處理按教材中所述粉塵粒徑分布的計算方法，將數(shù)據(jù)整理成下表形式。粉塵粒徑分布表組 序粒徑范圍 (um)組 中 點頻數(shù)n相對頻度（%）頻度（%）篩上累計（%）篩下累計（%）12345根據(jù)上表整理的數(shù)據(jù)，畫出粒徑分布的直方圖、頻數(shù)曲線及累計頻率曲線。按教材中的計算方法得出粉塵的特征數(shù)，整理成下表。粉塵的特征數(shù)特征數(shù)種 類表征粉塵集中趨勢的特征數(shù)表征粉塵離中趨勢的特征數(shù)表征粉塵粒徑分布不對稱程度的偏度特征數(shù)a3算