Occhio粒度粒形分析儀在土壤粒徑粒形特性分析中的應(yīng)用

土壤作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定有著至關(guān)重要的作用。土壤由不同的母質(zhì)風(fēng)化發(fā)育而來，其結(jié)構(gòu)和質(zhì)地也存在很大的差異。而土壤質(zhì)地則是土壤最基本的特征之一，是土壤分類的重要依據(jù)，對(duì)土壤肥力、土壤養(yǎng)分運(yùn)移、土壤水分特征曲線及土壤可蝕性等具有重要影響。不同土壤質(zhì)地最主要的區(qū)分方法在于對(duì)組成土壤的土壤顆粒粒徑粒形的分析。

目前測量土壤粒徑粒形的方法很多，有尺量法，篩分法，沉降法，激光衍射法，電阻法以及靜態(tài)圖像法等。

1、尺量法：該分析方法分析粒徑范圍為大于32mm的樣品，是分析大粒徑泥沙的一種常用方法。

2、篩分法：分析粒徑范圍為0.062-32mm。篩析法設(shè)備簡單，操作方便，測量結(jié)果較為直觀。其缺點(diǎn)是影響因素復(fù)雜，成果的不確定因素較多。現(xiàn)在許多高校土壤實(shí)驗(yàn)室還在用此法。

3、粒徑計(jì)法：分析粒徑范圍為0.062-0.5mm，粒徑計(jì)法是以沉降法為原理的分析方法。該方法的缺點(diǎn)是分析成果粒徑偏粗。

4、吸管法：分析粒徑范圍為0.062-0.25mm，濃度0.1-1.0%，沙重1.0-10g。該方法是目前被專家廣泛認(rèn)可的分析細(xì)泥沙的準(zhǔn)確方法。但操作分析有一定難度。大批量生產(chǎn)，分析速度太慢，難已適應(yīng)現(xiàn)在的工作發(fā)展需要。

5、消光法：消光法顆粒分析已成為當(dāng)前河流中應(yīng)用的主要分析方法，消光法的優(yōu)點(diǎn)是，在測試中無須采樣。泥沙自由沉降無干擾現(xiàn)象。試樣濃度低，所需分析沙樣少，測量時(shí)間短，分析效率高。測量結(jié)果易用于計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)處理。并寫進(jìn)了新的《河流泥沙顆粒分析規(guī)程》中，但該方法也存在一些不足的地方。儀器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，維修維護(hù)具有一定的難度。要求分析人員必須熟悉本測區(qū)粒徑組成及物理變化特性，正確使用儀器。

6、激光衍射法：該方法應(yīng)用于土壤顆粒粒度粒形測試對(duì)樣品的要求比較高，需要樣品比較純凈，而大部分土壤樣品組成比較復(fù)雜，測量前的樣品制備過程比較繁瑣。

 7、圖像法：該方法最大的優(yōu)點(diǎn)在于“有圖有真相”，所見即所得。通過對(duì)采集的大量顆粒圖片進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出粒徑大小和粒形圖像。因其每次測試取樣量較少，因此需多次測量已得到更全面的土壤顆粒信息。

Occhio ZEPHYR LDA動(dòng)態(tài)粒度粒形分析儀在機(jī)械和真空分散系統(tǒng)的配合下，可以提供快速和準(zhǔn)確的粒徑粒形分析。它可以替代手動(dòng)篩分法分析。結(jié)合CALLISTO軟件，可以在幾分鐘之內(nèi)完成分析。

動(dòng)態(tài)干法分析

干法分析采用振動(dòng)式進(jìn)料裝置，配合真空抽吸裝置，使顆粒（粉體）樣品下滑到管道并在抽吸系統(tǒng)中分散。線性氣流可以保持所有顆粒都在焦平面內(nèi)。具有遠(yuǎn)心鏡頭的高分辨相機(jī)可以得到高清顆粒圖像。

傳統(tǒng)粒度分析的升級(jí)

ZEPHYR LDA采用高分辨率相機(jī)，使得其粒度報(bào)告可與其他粒徑分析儀器做比較，例如篩分儀和激光衍射粒度分析儀。分析快速準(zhǔn)確，結(jié)果可*對(duì)應(yīng)。

玻璃窗片自動(dòng)清潔（免維護(hù)）

壓縮空氣自動(dòng)清潔玻璃窗片，沒有污染，無需要在分析之后清潔光路。

濕法分析（選項(xiàng)）

可針對(duì)不同樣品特性，選配濕法測量系統(tǒng)。濕法分析具有以下特點(diǎn)：

粒徑測量范圍：1µm~3000µm

具備粒子計(jì)數(shù)功能。

動(dòng)力學(xué)分析模式： 可跟蹤每一個(gè)單一顆粒的粒度變化信息。

典型應(yīng)用

食品（糖，咖啡，巧克力）、纖維、煙草、泥沙，金剛石，聚苯乙烯（PTFE)，陶瓷，肥料......

土壤樣品采集

自然條件下，選取具有代表性的典型區(qū)域作為取樣樣地；實(shí)驗(yàn)研究條件下，根據(jù)研究目的選取特定區(qū)域作為取樣樣地。根據(jù)樣地類型、開闊平坦程度、土壤勻質(zhì)程度等條件可選擇“梅花形”“棋盤式”“S形”“網(wǎng)格法”進(jìn)行布點(diǎn)，同一類型的土壤樣品，至少取3個(gè)土樣作為重復(fù)。樣品采集的時(shí)間和頻率根據(jù)研究對(duì)象和目的決定。具體操作和細(xì)節(jié)可參照《土壤理化分析》中相關(guān)部分。

測量指標(biāo)

Occhio ZEPHYR LDA動(dòng)態(tài)粒度粒形分析儀結(jié)合CALLISTO軟件，可以得到40個(gè)以上粒徑和形貌分析參數(shù)：

顆粒數(shù)量分布、D10/D50/D90顆粒度分布、顆粒表面積分布、顆粒體積分布、平均顆粒粒徑、體積平均粒徑、表面積平均粒徑、數(shù)量平均粒徑、等效面積直徑、弗雷特（Feret）直徑及其最大/最小/平均值、長細(xì)比、分形維數(shù)、圓度、周長、鈍度、粗糙度和橢圓度等。

數(shù)據(jù)處理

圖像分析產(chǎn)生的全面信息，很容易通過CALLISTO軟件得到。測量結(jié)果可以各種表格和圖片顯示出來。可通過分析過濾功能（1D或2D）針對(duì)分析結(jié)果以形狀或粒徑大小做進(jìn)一步數(shù)據(jù)處理。分析數(shù)據(jù)可任意重疊比對(duì)。輕點(diǎn)鼠標(biāo)，就能生成PDF格式的樣品分析報(bào)告，該文件包括樣品信息，粒徑和粒形結(jié)果，還帶有圖形信息。

用顆粒的形狀信息補(bǔ)充尺寸信息

形狀信息是對(duì)粒徑分布的二維的補(bǔ)充，比如大小相識(shí)的顆粒可能在形狀上大相徑庭。對(duì)非球形顆粒準(zhǔn)確的定性，兩維的形狀信息是必需的。形狀的差異可從粒形分布反映出來。動(dòng)態(tài)圖像分析抓取最佳的顆粒圖像進(jìn)行處理。得到的圖像可經(jīng)過復(fù)雜的圖像分析程序分析，得到圖像信息；亦可存儲(chǔ)起來，以后分析。

了解顆粒系統(tǒng)

通過動(dòng)態(tài)圖像分析得到的形狀和尺寸相關(guān)數(shù)據(jù)提供了每個(gè)顆粒的豐富信息，這些信息可以展示在散點(diǎn)圖以觀察樣品的顆粒尺寸-形狀趨勢。