粉尘粒度和粒度分布测定

9．2．1 概述

粉尘的粒度分布状况对劳动环境质量状态、正确选择防尘装备和措施、检验其实际效果等方面，有着密切的联系。

粉尘粒径的测定是测尘技术中的一个重要部分内容。 由于测定粉尘粒径的方法很多，在防尘工作中采用的方法较多，如：显微镜法、液相沉降法、气相离心沉降法等，详细见表9．1。各种粉尘都属于非球体，不同的测定方法之间没有可比性，所以在给出粒径分布的同时，应说明所采用的具体方法。

我国的防尘工作中，较多采用的方法是：显微镜法、液相沉降法、气相离心分离法。

表9．1 粉尘粒径测定方法

9．2．2 光学显微镜法

利用光学显微镜直接测定出粉尘的尺寸和形状是常用的一种方法，尤其配合滤膜采集更为方便。

1．显微镜的分辨力

显微镜的放大作用就是增大视角，显微镜的放大倍数指的是长度，而不是面积，是由物镜的放大倍数和目镜的放大倍数的乘积得出的，但也不能无限制地增大放大倍数。

显微镜的分辨力是由物镜的分辨力来决定的（第一次放大），而物镜的分辨力又是它的数值的孔径和照明光线的波长两个参数决定的。

常见的显微镜放大倍数为500～1000。

2．样品制作方法

为在显微镜下观测，需将试样粉尘均匀地分布于玻璃片上。 样品的制作需细致，并注意样品的代表性。 常见的方法有三类。

（1）干式制样法

①冲击采样法：利用打气筒把一定量的含尘空气经窄缝高速冲击于玻璃片，使得粉尘沉积在其上，为防治粉尘散逸，常涂抹一层黏性油于玻璃片上。 此法可直接从空气中取样。

②干式分散法：用毛笔尖将已经准备好的试样黏附后，轻轻地均匀弹落在玻璃片上，为防止飞扬，玻璃片上需涂抹一层黏性油。

（2）湿式制样法

①滤膜涂片法：将取样后的滤膜放于瓷坩埚或其他小器皿中，加入1～2m L醋酸丁酯溶剂，使得滤膜溶液溶解并搅拌均匀，然后取一滴，加在盖玻片上的一端，再用另一玻璃片推片制成样品，1min后形成透明薄膜，即可观测。 操作简单，适用于滤膜测尘，样品可长期保存。

②滤膜透明法：将采用后的滤膜，受尘面向下平铺于盖玻片上，然后在样品中心部位滴一小滴二甲苯，二甲苯向周围扩散并使滤膜成透明薄膜，数分钟即可观测，若滤膜集尘过多，不便观测。

（3）切片法

将已制备好的试样分散于树脂中，固结后切成薄片进行观测。

3．观测

（1）显微镜放大倍数的选择

粉尘的粒径分布若范围较窄，可用一个放大倍数观测，一般选用物镜的放大倍数为40倍，目镜的放大倍数10～15倍，总放大倍数为400～600倍。 对微细粉尘可用更高的放大倍数。

（2）目镜测微尺的标定

目镜测微尺是一线状分度尺，它放在目镜镜筒中，用以量度尘粒尺寸。 但其每一分格表示尺寸与所选放大倍数有关，故使用前要用标准尺（物镜测微尺）标定。

物镜测微尺是一标准尺度，每一小刻度为10μm，如图9．3和图9．4所示。 标定时，将物镜测微尺放在显微镜载物台上（相当于粉尘试样），选好目镜并装好目镜测微尺图，先用低倍物镜，将物镜测微尺调到视野正中，然后所选用的物镜，调好焦距。 操作时，要注意先将物镜调至低处，注意观察时不要碰到测微尺，然后目视目镜，慢慢向上调整，直至物象清晰。

图9．3 物镜测微尺

图9．4 目镜测微尺

慢慢调整载物台，使得物镜测微尺的刻度与目镜测微尺的刻度的一端对齐（或某一刻度互相对齐），再找出另一互相对齐的刻度线。 因物镜的分度是绝对长度10μm，据此测算出目镜测微尺一个刻度所度量的尺寸。

若要更换物镜或目镜时，要重新标定。

4．测定

将准备好的样品放于载物台上进行观测，用目镜测微尺度量尘粒大小，一般取定向径。观测方法常用的有两种：一种是在一个固定视野内测量所有尘粒，尘粒过密时容易混杂。 另一种是以目镜刻度尺为基准，凡是在刻度尺范围内的即计测，然后向一个方向移动样品，继续计量，如图9．5所示。

图9．5 粒径测定示意图

度量粒径可按分散度划分粒径范围计数。 观测时对尘粒不应有选择，每一样品计测200粒以上。 可用血球计数器分挡计数，较为方便。

5．测定结果整理

根据测定要求划分出分散度的粒径范围，一般划分为：＜2μm，2～5μm，5～10μm，10～20μm，每一粒级范围取其平均值为该粒级的代表粒径。 ＜2μm粒级，因为一般显微镜最小观测到0．5μm，其代表粒径按1．25μm计算；＞20μm粒级，如数量很少，即不再划分，并取20μm作为粒径或按实际平均粒径计算。根据需要，计算出数量分散度（pn）、重量分散度（pw）、重量累计分布（R）等。