Medición de partículas pequeñas

Las partículas más pequeñas suponen un verdadero desafío para la tecnología de difracción láser. Cuando se iluminan con un rayo láser, las partículas grandes dispersan la luz en ángulos bajos con máximos y mínimos fácilmente detectables en el patrón de dispersión. Los detectores colocados en ángulos bajos con respecto a la trayectoria óptica con suficiente resolución angular pueden detectar estos máximos y mínimos. A medida que las partículas se hacen más pequeñas, la relación entre la dimensión de la partícula y la longitud de onda de la luz (d/λ) se reduce, lo que da como resultado un patrón de dispersión más suave y menos angular que dificulta la medición. Además, las partículas pequeñas dispersan la luz débilmente y los máximos y mínimos pueden medirse solo en ángulos muy altos, lo que afecta a la detección y resolución del patrón de dispersión. Los distintos fabricantes utilizan diferentes soluciones para hacer frente a estas limitaciones con diversos grados de éxito. La mayoría se centra en la medición de la luz retrodispersada.

Sesgo en la medición de partículas no esféricas

La mayoría de los dispositivos de medición de partículas basados en el láser no tienen en cuenta la forma de los materiales que se prueban, independientemente del tamaño de las partículas. Los modelos matemáticos utilizados para calcular las distribuciones se basan en sistemas esféricos, por lo que cualquier distribución reportada es esencialmente equivalente a una distribución esférica del material analizado. En la mayoría de los casos esto es suficiente ya que muchas partículas emulan bastante bien un sistema esférico. Pero para muchas partículas que se desvían de la esfericidad perfecta, la distribución de tamaño obtenida es solo aparente o nominal y estará sesgada. En algunos casos extremos, los resultados usando un modelo esférico sobre las partículas no esféricas serán muy diferentes de la realidad. Este sesgo emerge al comparar los resultados de la difracción láser con otros, como la dispersión diferencial de intensidad de polarización o PIDS.

PIDS frente a la difracción láser

La tecnología PIDS se basa en la teoría de Mie de dispersión de luz y depende de la naturaleza transversal de la luz. Con un vector magnético y eléctrico (a 90°), si el vector eléctrico es vertical se considera que la luz está polarizada verticalmente. Cuando se ilumina una muestra con luz de una determinada longitud de onda polarizada, el campo eléctrico oscilante crea un dipolo (u oscilación) de los elementos electrónicos de la muestra. Estas oscilaciones están en el mismo plano de polarización que la fuente de luz propagada, y los dipolos oscilantes de las partículas irradiarán la luz en todas las direcciones excepto la de la fuente de luz irradiada. Tres longitudes de onda (450 nm, 600 nm y 900 nm) iluminan sucesivamente la muestra con luz polarizada verticalmente y luego horizontalmente. La luz dispersada o irradiada de las muestras se mide en un intervalo de ángulos. Analizando las diferencias para cada longitud de onda, obtenemos información sobre la distribución del tamaño de las partículas de la muestra. Lo que se mide es la diferencia entre las señales con polarización vertical y horizontal, no solo los valores en una polarización dada.

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Acerca de la tecnología
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