從以前幾段中我們看到，每一種測量技術(shù)都將的到不同的結(jié)果，因為它測量該顆粒的不同方面。我們現(xiàn)在討論當前應(yīng)用的幾種不同測量方法的相對的優(yōu)缺點。 這是一種古老的方法，其優(yōu)點是成本低，使用容易等。Ｔ.艾倫在《顆粒大小測定》一書中討論了重復(fù)篩分方面的困難，對于很多用戶來說篩分法的主要缺點如下： - 不能測量射流或乳濁液；
- 對小于400目（38μ）的干粉很難測量。
- 測量時間越長，得到的結(jié)果就越小，這是因為顆粒不斷調(diào)整他們自己來通過篩孔，所以要得到一致的結(jié)果，必須使測量次數(shù)及操作方法標準化。
- 篩分法是依賴于測量顆粒的次zui小尺寸的，無法得到一個真正的重量分布。在測量桿狀物質(zhì)時這會導(dǎo)致一些奇怪的結(jié)果，如對藥品撲熱息痛的測量就是這樣。
- 標準允許的公差較大。比較ＡＳＴＭ（美國材料實驗協(xié)會）或ＢＳ（英國工業(yè)標準）的標準篩尺寸表格可見允許的公差在平均及zui大值之間的差距較大，了解這些情況對使用篩分法及分析測試結(jié)果具有指導(dǎo)意義。
這是在油漆及陶瓷等工業(yè)中應(yīng)用的一種傳統(tǒng)的測量方法，這種測量的原理是以Ｓtokes定律為基礎(chǔ)：
該類設(shè)備有象移液管一類的簡單的裝置，也有帶離心機或以Ｘ射線做光源的復(fù)雜一些的裝置。
對等式18的研究我們可以發(fā)現(xiàn)它的缺陷：它需要知道物質(zhì)的密度，因而這種方法對乳濁液不適合，因為在乳濁液中物質(zhì)不沉淀，或者密度較大的顆粒沉淀得很快。zui終結(jié)果是一個與重量直徑（D[4,3]）不同的Stokes直徑（DST），且只是具有相同沉淀率的顆粒與球體的比較。在分母中的粘度項表明我們須地控制溫度變化，溫度改變1℃，粘度將會改變2%。
這一等式可容易地計算出沉降時間。可以看出，在20℃的水中，1微米的SiO2顆粒（密度為2.5）在重力的作用下要經(jīng)過3.5小時沉淀1厘米。因而該測量進行得很緩慢且還要面臨乏味的重復(fù)測量。因此考慮到增大g以盡量補救這一缺點。在參考3中討論了關(guān)于增大g的不利條件。關(guān)于沉降方法更多具體的批評見參考2。Stokes定律僅適用于那些具有一定特性的球體，這些特性是：這些球體相對于其體積或表面積具有zui緊湊的形狀。而具有不規(guī)則形狀的普通粒子的表面積比球體的表面積大，因而增加了阻力而比他們的等效球體沉降得更慢。 布朗運動位移與重力沉降位移比較（見下表）：
| 在1秒內(nèi)的位移（微米） | | 粒徑 | 在華氏70度空氣中（標準大氣壓） | 在華氏70度水中 | 在華氏70度空氣中 | | 由于布朗運動 | 由于重力 | 由于布朗運動 | 由于重力 | r | K=100r（%） | 0.10
0.25
0.50
1.00
2.50
10.0 | 29.4
14.2
8.92
5.91
3.58
1.75 | 1.73
6.30
19.9
69.6
400
1550 | 2.36
1.49
1.052
0.745
0.334
0.236 | 0.005
0.0346
0.1384
0.554
13.84
55.4 | 31.1
3.15
0.556
0.0983
0.00995
0.00031 | 96.9
75.9
35.7
5.0
1.0
0.03 | 布朗運動位移與重力沉降位移比較
對于像高嶺土那樣呈圓盤形狀的物體，情況就更為嚴重，實際相比會產(chǎn)生很大的偏差。另外對于小的顆粒來說，同時存在重力沉降與布朗運動兩種運動狀態(tài)。由上方的表格列出了這兩種運動狀態(tài)的對比可知，如果用沉降法測量小于2um的顆粒，我們會看到很大的誤差（大約為20%）并且對于0.5um的顆粒來說，誤差甚至?xí)^100%。沉降法的缺點如下： 
- 測量速度慢，平均測量時間為25分鐘至1小時，測量時間長使得重復(fù)測量更加困難，而且增大了顆粒重新聚合的機會。
- 需要的溫度控制，需要防止溫度變化導(dǎo)致粘度變化。
- 不能處理不同密度的混合物。
- 動態(tài)測量范圍小。當顆粒小于2μm時，布朗運動起支配作用（占優(yōu)勢）；當大于50μm時，沉降變得劇烈以至顆粒不是按照Stokes定律的規(guī)律運動。圖6還表明一些在沉降法與激光衍射法所得到的結(jié)果之間可能的差異。
電區(qū)感應(yīng)（Coulter 計數(shù)器） 這種技術(shù)在20世紀50年代中期發(fā)明的，zui早用來測量血球的大小。這些血球?qū)嶋H上是呈單模態(tài)懸浮在稀釋的電解溶液中。此法原理很簡單。在電解溶液中放置一個有小孔的玻璃器皿，使稀釋的懸浮液流過該小孔，在小孔兩端施加電壓。當粒子流過孔洞時，電阻發(fā)生了變化，產(chǎn)生電壓脈沖。在儀器上測量該脈沖的峰值的高度，然后與標準顆粒的脈沖峰高比較，從而得到被測顆粒的大小。因此這種方法不是一個的方法，它是有比較性質(zhì)的。對于血球而言，此種方法是不過的，它能得出數(shù)量及體積分布，對于工業(yè)材料來說此法則存在著如下缺陷： - 很難測量乳濁液（射流就更不可能了）。干粉則須懸浮在介質(zhì)中，因此也不能直接測量。
- 必須在電解質(zhì)溶液中測量。對于有機物質(zhì)這很難，因為不可能在二甲苯，丁醇，及其它的導(dǎo)電性很差的溶液中測量。
- 此方法需要一些校準標準，而這些標準昂貴且在蒸餾水及電解質(zhì)溶液中改變了他們的大?。▍⒖?）。
- 對于有著相對寬廣的粒度分布的物質(zhì)來說，此種方法進行緩慢，因為必須改變小孔的大小且存在著阻塞小孔的危險。
- 此測量方法的zui低限度由可能的zui小的孔徑所限制，當孔徑低于約2μm時測量起來很難。所以不可能以0.2μm的孔徑來測量更細的顆粒比如TiO2顆粒。
- 測量多孔的粒子時會得出很大的誤差，由于被測量的是粒子的外殼尺寸。
- 密度較大的物質(zhì)很難通過小孔，因為他們在此前就已沉降了。
- 綜上所述，這種方法適用于血球的粒度分析，對很多工業(yè)物質(zhì)來說是不可靠的。
這是一個很好的方法，因為它使人們得以直接觀察顆粒的形狀，并可以據(jù)此判斷分散的效果是否良好或者顆粒有無聚合現(xiàn)象。有趣的是1g密度為2.5，粒度為10μm的粒子竟含有760×106個顆粒，這么多的顆粒我們不可能用顯微鏡一個一個地單獨觀察它們。
但是，當質(zhì)量或生產(chǎn)控制僅僅依賴上述的簡單判斷，這是不合適的。相對來說，我們僅可以觀察到很少的顆粒，如果以這種非代表性的結(jié)果為依據(jù)確實是很危險的。另外，如果測量重量分布則誤差會更大，因為忽略1個10μm的粒子與忽略1千個1μm的粒子產(chǎn)生的影響是一樣的。
電子顯微鏡有著復(fù)雜的樣品制備，因此很慢。人工操作的顯微鏡，只能觀察到為數(shù)很少的顆粒（一個的操作人員一天大約可以觀察2000個顆粒）。但操作人員極易疲勞，這又是“要測量哪一方面？”的問題了。所以在測量同一樣品時操作者與操作者之間的變化性很大。對顆粒的形狀表征來說，顯微鏡檢測法仍不失為一個有用的幫助。
稱之為小角度激光散射（LALLS）會更準確。在很多表征及質(zhì)量控制工業(yè)中，此法已經(jīng)成為的粒度測試方法。根據(jù)ISO13320其應(yīng)用范圍是0.1—3000μm。在過去的大約20多年里，在這一領(lǐng)域中，該儀器也有了長足的發(fā)展。這種方法依據(jù)這一現(xiàn)象：衍射角與粒度成反比。該儀器包括如下部件： - 激光器：經(jīng)常用到He-Ne氣體激光器，作為持續(xù)的、具有固定波長（∧=0.63μm）的光源。因為其穩(wěn)定性（特別對溫度來說）好且在噪音的影響下可以比更高波長的激光二級管得到更好的信號。如果較小的激光二級管可達到600nm或小于600nm，且更為可靠，較為龐大的氣體激光器就會被其取代。
- 相配的探測器。通常是一片帶有很多單個探測元件的硅光電探測器。的探測原件的數(shù)量是16-32個，太多的元件數(shù)量不一定就會提高分辨率。光子相關(guān)光譜學(xué)技術(shù)（PCS）應(yīng)用在大約1nm-1μm的范圍時，被散射的光的強度很低，需要用光電倍增器與信號校正器來感知信號。
- 使樣品通過激光束的一些方法，在實際應(yīng)用中，可以直接測量汽溶膠射流（把它們噴過光束），這使在傳統(tǒng)意義上很困難的測量過程變得非常簡單。干粉可以通過壓力吹過光柱后被吸入真空清潔器以免塵粒逸入大氣。處在懸浮液中的顆粒可以通過在光束前方重復(fù)循環(huán)來測量。
落后一些的設(shè)備及現(xiàn)在的儀器都只依據(jù)弗朗和費近似法，此法假設(shè)： - 粒子比所應(yīng)用的光的波長大許多（ISO13320將此定義為大于40λ，也就是，當使用He-Ne激光器時大25μm）。
- 所有顆粒的散射效率相等。
- 顆粒是不透明的而且不會傳導(dǎo)光。
這些假設(shè)對于很多物質(zhì)永遠都是不正確的。對于小的顆粒會增大誤差，以至于接近30%，特別是物質(zhì)與介質(zhì)的相對折射率接近于1且粒度接近光波長度時，散射就變成了存在zui大值與zui小值之間的復(fù)雜函數(shù)。式的儀器（如Malvern 生產(chǎn)的Mastersize2000儀器）充分地利用了米氏理論解了光與物質(zhì)之間相互作用的方程。這使得在很大的粒度范圍內(nèi)，測試結(jié)果都很（典型的是0.02—2000μm）。米氏理論與費氏理論不一樣，它把顆粒的體積假想為所預(yù)測的投影面積。這種方法雖然但缺點是須知道物質(zhì)及介質(zhì)的折射率，并且應(yīng)知道或者猜出折射率中的吸收部分。但對于大多數(shù)用戶來說，這不會帶來困難，因為這些值已為人們普遍了解或可測量出來。
激光衍射為zui終用戶提供了以下優(yōu)點： - 此方法是立足于基本科學(xué)原理的無條件所限的方法。因而沒有必要根據(jù)標準校準儀器，實際上也沒有一種真正的方法來校準激光衍射儀器，它依據(jù)的是某個可查的顆粒度標準物質(zhì)。
- 寬廣的動態(tài)測量范圍。的激光衍射儀的測量范圍是0.12—2000μm。對于較小的顆粒（1nm—1μm）只要該物質(zhì)沒沉降處于懸浮狀態(tài)，就可根據(jù)光子相關(guān)光譜學(xué)技術(shù)來測量。
- 靈活性。例如，可以在油漆房里測量由噴嘴輸出的油漆的量。這已被噴嘴設(shè)計者利用來優(yōu)化粘度、ΔP 、孔眼的尺寸及外形以得到合適的液滴尺寸。這在農(nóng)業(yè)及制藥業(yè)中應(yīng)用甚廣。請讀者參閱參考4、5、6對此作更多的了解。現(xiàn)在對于利用激光衍射所進行的噴射已有了一個ASTM（美國材料實驗協(xié)會）標準。
- 盡管分散結(jié)果會比用液體分散介質(zhì)時差一些，但干粉可被直接測量。但其與懸浮液分析結(jié)合起來，對確定在干狀態(tài)下的聚合物質(zhì)的數(shù)量是有意義的。
- 在重復(fù)循環(huán)的樣品池中可對乳濁液進行測量，其重復(fù)性也更高，而且也允許應(yīng)用分散劑（如0.1%Calgon，用于TiO2溶液的六偏磷酸鈉）及表面活化劑來確定zui初（基本）的粒度。由于以上討論過的原因，如果可能的話*的方法是在懸浮液中測量。
- 可測量全部的樣品。盡管樣品很?。ǖ湫偷?，對干粉來說4—10g，對于懸浮溶液來說1—2g）但必須制備有代表性的樣品，所有的樣品都通過激光束，因而可得到所有的顆粒產(chǎn)生的衍射。
- 此法沒有破壞性，也不會對樣品造成污染，因而可回收有價值的樣品。
- 直接產(chǎn)生體積分布，對密度恒定的樣品體積分布等于重量分布。這對于化學(xué)工程師來說是一個較佳的分布。
- 這種方法僅在一分鐘之內(nèi)就可產(chǎn)生結(jié)果，這意味著工廠可得到快速的反饋，而且重復(fù)分析很容易。
- 重復(fù)性好，這意味著測試結(jié)果可靠可信，看到測試結(jié)果工廠就可以知道他的產(chǎn)品已經(jīng)真的改變了，而不是儀器“漂移”造成的。
- 高分辨率，Malvern Mastersizer型儀器可測量在該種設(shè)備的測量范圍內(nèi)多達100個粒度級別。
參考書目： - 油漆及表面涂層—理論與實踐；Ed.R.Lambourne Ellis Horwood.有限公司1993年出版。ISBN 0-13-030974-5PGk
- 粒度測試：T.Allen, Chapman&Hall.公司1992年第四版。ISBN 04123570
- G.JJ.Beckers,H. J. Veringa公司；粉體技術(shù) 60 （1989）245-248頁。
- J. Ranucci 制藥技術(shù)；1992年10月出版，第108-114頁。
- G.Hind; 制造業(yè)化學(xué)家；1990年，28-30頁。
- M .W. Wedd; ILASS-歐洲第八屆年會，1992年9月30日—10月2日阿姆斯特丹。
- T. Hatch & S.P Choate. J. Franklin 學(xué)會。1929年369-387頁。
- Malvern分公司：英國公司 法國公司 美國公司 德國公司 馬來西亞公司 瑞典公司 以密度為基礎(chǔ)的。
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