اطلاعات اولیه
نمونه برداری از مواد جامد به علت همگن نبودن و همچنین رابطه اندازه ذرات با مقدار نمونه ، گاهی اشکالاتی دارد که باید موقع نمونه‌برداری مورد توجه قرار گیرد. برای مثال ، در مورد همگن نبودن جسم جامد ، می‌توان فرض کرد که یک نمونه سنگ معدن ، 50 درصد ناخالصی دارد که به شکل کلوخه‌های کوچکی است که 0.5 گرم وزن دارند و بقیه ماده به صورت پودر می‌باشد. اگر بدون همگن کردن نمونه ، بخواهیم یک گرم از آن را وزن کنیم، ممکن است:
- یک کلوخه نمونه وجود داشته باشد، که دراین صورت 50 درصد نمونه خالص است و 50 در صد ناخالص.
- ممکن است نمونه از دو کلوخه تشکیل شده باشد که به این ترتیب ، نمونه صددرصد ناخالص است.
- در نمونه اصلا کلوخه‌ای وجود نداشته باشد، که در این صورت نمونه صددرصد خالص است.
در سه حالت بالا به استثنای مورد اول که بطور تصادفی نمونه‌ای از کل جسم به دست آمده است، نمونه‌برداری ، بطور غلط انجام شده است. پس ، لزوم همگن‌سازی نمونه برای نمونه‌برداری صحیح آشکار می‌شود. اندازه ذرات یک جامد و وزن نمونه‌ای که باید از آن انتخاب شود، توسط معادله زیر به یکدیگر مربوط می‌شود:
وزن نمونه /100 x وزن بزرگترین قطعه موجود
یعنی وزن نمونه‌ای که به عنوان نمونه بزرگ باید از یک جسم جامد انتخاب شود، با بزرگی ذرات موجود در آن نسبت مستقیم دارد. پس هرچه ذرات جسم جامد کوچکتر باشد، وزن نمونه بزرگ کمتر می‌شود.
تکنیک نمونه‌برداری از جامدات
بهترین زمان برای نمونه‌برداری از سنگهای معدنی به هنگام استخراج آنها از معدن یا در هنگام تخلیه آنها از کشتی یا کامیون است. اگر مواد جامد به وسیله تسمه نقاله از معدن به بیرون انتقال می‌یابد، باید در فواصل زمانی مساوی قسمتهای هم‌ارزی از آن را انتخاب کرده ، روی هم انباشت. چنانچه خالی کردن سنگ معدن از کشتی به وسیله سطح شیب‌دار انجام می‌شود، باید جهت مواد را در فواصل زمانی معین تغییر داد و اگر تخلیه به صورت دستی انجام می‌شود، باید از هر ده یا پنجاه پیمانه یکی را انتخاب کرده ، روی هم ریخت. به این ترتیب نمونه بزرگ تشکیل می‌شود.
تقلیل اندازه نمونه بزرگ
در توده تشکیل شده از نمونه بزرگ ، معمولا ذرات کوچکتر در قسمتهای زیرین و ذرات بزرگتر در قسمتهای خارجی قرار می‌گیرند. برای یکنواخت کردن این توده و تقلیل اندازه آن ، از روش مخروط کردن و چهار بخش کردن استفاده می‌کنیم. برای این منظور باید مواد را توسط آسیاب خرد کرده ، از الکهای مخصوص عبور دهیم، بطوری که قطر ذرات حاصل حدود 4 میلیمتر شود. روش خرد کردن باید با وضعیت جسم متناسب باشد. مثلا در مورد پیریت ، مقداری از
گوگرد در اثر گرمای حاصل از سایش در مجاورت هوا اکسید می‌شود، یا سنگهای معدنی دارای
آهن IIدر اثر سایش و مجاورت با هوا به
آهن III تبدیل می‌شوند.
بعد از سایش و یکنواخت کردن نمونه ، باید وزن آن به مقداری که قابل حمل به آزمایشگاه باشد، تقلیل یابد. برای کاهش مقدار نمونه می‌توان از وسایل مکانیکی استفاده کرد که دقیقتر و سریعتر هستند. نمونه‌ای از این ابزار ظرفی قیفی شکل به نام
هاپر است که در انتهای آن ، 4 لوله به قطر مساوی قرار دارد. هوا با استفاده از وسایل مکانیکی در هاپر ریخته شده ، نمونه‌ای که از یکی از لوله‌های هاپر خارج می‌شود، انتخاب می‌گردد.
دستگاه دیگری که برای مخلوط کردن و کاهش نمونه بزرگ به کار می‌رود،
نمونه‌بردار رایفل است.
روشهای نمونه‌برداری از جامدات
- برای نمونه‌برداری از موادی که به صورت پودر هستند، مثل سیمان و آرد ، از وسیله‌ای به نام میله نمونه‌برداری استفاده می‌شود. این وسیله یک لوله شیشه‌ای یا فولادی توخالی است که یک طرف آن باریک شده ، دارای سوراخهایی جانبی است. میله نمونه‌برداری را از چند جهت تا نیمه در کیسه یا ظرف حاوی نمونه بزرگ فرو برده ، نمونه لازم را برای آزمایش بیرون می‌آورند.
- در مورد شمش فلزات و آلیاژها ، باید به وسیله سوهان ، سوند یا وسایل دیگر از قسمتهای مختلف آنها ، یعنی قسمتهای خارجی و داخلی نمونه‌برداری کرد، زیرا در اینگونه مواد تنها نمونه‌برداری از سطح کافی نیست. نمونه مورد نظر از مخلوط کردن مواد برداشته شده ، بدست می‌آید.
- در نمونه‌برداری تصادفی ، نمونه به بخشهایی تقسیم شده ، از هر قسمت جداگانه نمونه‌برداری می‌شود. پس از آزمایش روی نمونه‌ها ، میانگین نتایج به دست می‌آید.
- در مورد جامدات همگن ، مثل خمیری که برای ساخت لاستیک بکار می‌رود، قسمتی از ماده را مستقیما برای آزمایش انتخاب می‌کنند و لذا سایر مراحل نمونه‌برداری وجود ندارد.
مباحث مرتبط با عنوان
