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​张福根博士访谈:科学态度,工匠精神,成就高端颗粒仪器
2019年10月16日 发布 分类:人物专访 点击量:460
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创立于2015年5月份的珠海真理光学仪器有限公司,刚刚迈入了她成长的第5个年头。“真理光学”这个颗粒表征仪器品牌,已经在国内高端粉体材料市场崭然见头角焉。其首席科学家张福根博士领衔的研发团队,以追求“科学真理”的态度生产仪器,对于仪器的测试数据的真实性,敢于挑战国外品牌的所谓的“权威”。真理光学从测试理论上,论证目前市面上销售的粒度仪在研发和设计中存在盲区和误区,用真实的、通过互相验证的测试实践来告知仪器用户测试数据背后的真相。张福根博士坚信,只有坚持科学态度,工匠精神,才能成就高端颗粒仪器。

不足5年的时光,原珠海欧美克仪器有限公司的创始人张福根博士的团队,又在国内创造了一个知名颗粒仪器品牌。然而,他们并不会满足于现状,这次再出发,他们的目标是世界一流。

今天,我们就来到真理光学的工厂,和这家企业零距离接触一下,感受一下企业成长的过程。

视频采访张福根博士

1.经过4年多的发展,真理光学在粒度仪的市场和销售上,取得了哪些成绩?与世界一流的仪器还有怎样的差距?

张福根博士:实际上,从2015年开始算是一个研发的阶段,我们真正在市场上推出仪器是2017年初,也就是说,我们推出仪器的时间是2年多。现在来说,我们得到客户的认可度还是比较高的,至少大家觉得我们不陌生了,一说真理光学大部分都知道是一个怎样的公司了。在市场开拓上,我们因为本来就是把自己的仪器定位在高端仪器,所以我们在国内的市场也是走高端的,比如说航空航天上要用的喷雾粒度仪、另外比如说医药行业对粒度仪要求是比较高的行业、还有新能源电池材料方面等,我们在这方面已经有很高的认可度,所以我自己对市场开拓的进展还是比较满意的。那么说到跟国外或者国际上先进的仪器相比还有怎样的差距,可能问这个问题的时候说差距都是指我们跟国外的仪器相比会比它差一点点、不如它,其实不是,我们实际上在主要指标上是超过国外仪器的。这个差距是我比它好,国外的仪器比我们的差。如果有机会的话我们可以详细地介绍我们的仪器比国外的仪器好在哪里。简单来说,国外仪器它能够测量的疑难样品我们都能测,但是有些疑难样品我们能测的国外仪器测不了,测出来的结果是错的。

 

2.面对竞争激烈的颗粒表征市场,真理光学有哪些关键技术保证仪器的测试的准确性和行业领先?

张福根博士:可以简单地说是六个方面。首先我们在粒度仪的测量物理原理上我们有了新的发现,原来大家认识的激光粒度的原理实际上是有缺陷的,这个缺陷我们称为“爱里斑的反常变化”。因为大家都知道用激光粒度测量颗粒大小实际上是根据爱里斑的大小,颗粒越小爱里斑越大这样来测量。可是我们后来经过深入研究发现,实际上并不是对所有粒径都是颗粒越小爱里斑越大,有时候也会有颗粒越小爱里斑也越小的现象,所以我们把它称为反常现象。有这个反常现象就会导致测量出现所谓的多值性,其实就是一个爱里斑的大小可能对应2个或者3个粒径,那么这就会带来测量的不确定性。那么目前实际上大家行业里大家都隐隐约约感觉到这个原理有不完善的地方。现在国外流行的仪器或者国内仿照国外仪器做的都是人为地在颗粒的折射率上给它加上虚部,也就是一个吸收系数,但实际上颗粒是透明的。吸收系数虽然表面上能解决问题,但就像头痛医头,可脚又痛了,就是如果人为地加上一个假的吸收系数又会造成别的问题。那么我们就能够在研究清楚造成爱里斑反常现象的机理原理以后提出了一个我们自己的很独特的算法,不会受反常现象的影响。

第二个我们在反演算法上,我们有一个更重要的改进,叫做我们统一了反演算法。现在国外有的仪器测量样品需要选几种不同的反演模式,比如通用模式、节能模式、单峰窄分布模式、多峰窄分布模式、灵敏度增强模式等。用户必须选其中的一种模式分析光能分布,但不同的模式会给出不同的粒度分布结果。哪个模式给的结果代表真实的粒度分布?谁也给不出确切的答案。这样往往会使客户很疑惑,到底应该选择哪一种模式。最后往往是哪种模式得到的结果与用户的心理预期更一致,就选哪种模式。颇有点“打哪儿指哪儿”的意味。严格地说,这是不客观,因而也是不科学的。真理光学根据粒度的真正分布研发出统一的反演算法,完全解除了用户需要去选择算法的困扰,这是一个很大的改进。

那么第三就是对针孔滤波技术的改进。滤波是一个机械的方法,原来都是用针孔,25μm的小孔,调好以后如果有个1~2μm的移动就需要重新调,而且调整很精密,用户是调不了的,都要仪器提供商派人去调。这就给用户带来了很大的不便。我们提出了偏振滤波的方法来解决这个问题。实际上我们是用了单膜光纤,通过单膜光纤纤芯的传导能力跟包皮对光的衰减性实现滤波。我们把光纤和激光器完全固化在一起,这样就不受振动的影响,哪怕把他摔了,除非把他摔碎了,否则都不会产生移动。

也是比较重要的,我们用梯形窗口解决了全反射盲区的问题。以前我们同行要不就是没解决这个问题,他们在0.3到0.1μm间的样品就测不好,这个问题在国内外很多同行那里都是可以验证的。有的国外的仪器是用多光源,比如说用红光再加一个斜入射的蓝光来解决。这样虽然能弥补一部分,但是在红光和蓝光交界的地方往往会出现结果的不稳定。我们提出的方案是用单光束的方法就能解决全反射盲区的问题。我们的具体方案是梯形窗口技术,我们首次将梯形窗口应用在激光粒度仪上。这个方案很好地解决了一些进口仪器测不了的,比如说0.4、0.2μm的标准样,我们的仪器不需要选择什么模式,样品放进去很方便就能测。

第五个改进就是一个双电机驱动的进样器,这是个小的技术改进,但对用户来说会方便很多。大颗粒测量需要高的泵速,同时要避免出现气泡。因为我们搅拌和泵的运行是独立控制的,可以有不同的速度。

第六个呢现在我们研究成果已经出来了,正在申请专利,但是我可以把研究成果和大家剧透一下。我们都知道对小颗粒的测量都需要输入颗粒折射率,但这个颗粒折射率表格有个缺陷,当出现一个新的材料的时候表格上是没有的,查不到。另外,表格上查到的的折射率都是纯净、不含杂质的样品的折射率,但是往往样品都是含有杂质的,杂质会影响样品折射率,所以即使查到了该样品的折射率,实际上也是不准确的。那么我们就提出了一种方法,利用激光粒度仪散射信号本身自动计算颗粒折射率,也就是说不再需要查表了,根据仪器散射光信号就能把样品颗粒折射率给算出来,这样就能保证颗粒折射率的准确性。

 

3.面对客户要求不同仪器厂家测试数据的比对,当发现国外品牌仪器测试给出的数据报告不符合客观事实后。真理光学是如何引导用户,让用户相信真理光学的数据更真实。

张福根博士:我先重复下这个问题,由于进口仪器在极速5分快三市场占有率很高,而且极速5分快三用户普遍的对进口仪器有一种迷信的心理,总觉得国外仪器的结果就是对的。但是事实上我们有很多证据证明国外仪器有时候测试的结果是错的,前面我们也讲过有些出错的例子,比如说硬要加上一个吸收系数,这样出来的结果肯定就是错的。再比如说最大粒子,本身激光粒度仪从原理上说,就是测不了最大粒子的,但是一些仪器厂商却引导客户说可以测,测出来结果又是错的。比如说现在的电池材料,用户就要求给出最大粒子,我们就去试了。进口仪器测出来一个石墨样品的最大粒子是18μm,但我用沉降法把最大粒子分离以后再去测,里面的最大粒子其实有70μm,两者相差非常大,这样是会误导用户的。还好现在有一个做磨料的同行已经公开发表了文章,说国外仪器给出的最大粒子就是错的。因为对磨料行业来说,最大粒子错了会引起很严重的后果。因为磨料在很多行业是用来抛光的,比如说抛光用的磨料粒度是10μm最大不能超过25μm,如果里面混入50甚至70μm的颗粒,就会使其被划伤。好在已经有些用户意识到了这个问题。至于怎么引导,我们只能是通过各种学术会议,给大家讲这个道理。业内的、搞激光粒度仪研究的人都知道激光粒度仪不能测最大粒子是常识,但实际上因为用户不是我们这个行业的,所以他们不见得听得进去,这也让我们很头痛。所以我们现在的办法只能是这样,一个是让用户自己去慢慢地意识到激光粒度仪测出来的所谓最大粒子是不能用来指导生产的。如果用来指导生产就会让你翻船,把你带到阴沟里去。好在有的用户已经意识到这个问题了,而对我们来说,我们不仅要指出这个问题,更重要的是我们要为用户解决最大粒子怎么控制这个问题。对此我们已经有一套方案了,下面我们会在学术会议上提出这个方法。 我将来会有一个题目叫做“颗粒大粒测量的科学表征方法”,应该用一种科学的而不是蒙人的方法,而这可能需要一个过程。

 

4.近年来,粒度仪需求市场有哪些新的变化?真理光学有哪些应对措施?

张福根博士:我觉得实际上变化还是挺多的,比如说在线测量仪器现在的需求是越来越多了。因为我十多年前在欧美克刚开发出在线粒度仪的时候,推广是很困难的,后来我们才决定我们不推广了,而是把这个仪器用来自己做磨料,后来我们也做出了品质很高的磨料。而现在主动找我们咨询在线仪器的客户已经越来越多了,我们现在也在准备这样的产品。特别是现在市场上用的比较多的、比较容易被用户接受的仪器都是干法进样的,但实际上有更多样品都需要用湿法进样。我们现在要解决湿法进样里面如窗口污染等方面的问题,我们也已经申请了专利,但推出产品可能还需要一点时间。当然还有很多方面,总的来说我感觉从第一台激光粒度仪出现已经有50年了,现在对激光粒度仪的需求越来越大,其发展还是挺快的。

走进真理光学实验室

对张福根博士的采访结束后,我们也顺便来到了真理的实验室,请他们的实验室负责人给我们介绍了真理光学的几个拳头仪器。真理光学的仪器从光路设计、分散系统功能等方面都具有行业的领先性,有些甚至是世界首创的具有突破性的技术。另外,在仪器的外观方面,真理光学的仪器也显得干净利落,立体感和科技感十足。

最后,我们祝愿真理光学尽早的成为一个国际知名颗粒仪器品牌!

粉体圈 作者:朱朱


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