2024年4月17日发(作者：庾冰海)
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马尔文3000报告分析
篇一：一.马尔文 总结
一.
1.颗粒
在一个分散系统中独立的三维个体通常被认为是一个颗粒
常见分散系统如: 气、液介质中的“小滴”；气、液分散相中的固体颗粒；液
体中的气泡。
2.等效圆球
不同形状的颗粒，通过体积相同的圆球来代替颗粒的大小。
现有粒径分析技术通过测量颗粒的一些参数来表示颗粒特征，等效圆球是一种
表述方式。
3.如何根据激光衍射测量粒径
大颗粒的散射角小；小颗粒的散射角大。
Mastersizer软件的测量窗口实时显示不同角度的散射光强。
横坐标对应光强检测器编号，检测器编号越大意味着检测器检测的光散射角度
越大（粒径越小）?
二.
1.如何根据散射光强得到颗粒粒径分布：
①激光衍射法实际是测量被颗粒散射的不同角度光的光强
②根据散射理论，我们能够预先推算出已知粒径分布颗粒的散射光角度分布
（角度大粒径小，角度小粒径大）。
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③不同粒径、相同体积的颗粒所衍射的光强是相等的。因此测量所得的粒径分
布是体积分布，这与系统的灵敏度是一致的。
如上图，随着信号编号（横坐标）的增大，光的衍射角越大，粒径越小，光强
度在增大，体积在增大，这说明粒径小的颗粒体积在增大（累加的），同时也
说明粒径小的颗粒也在增多。到达波峰后，光强度减小，体积减小，说明粒径
小的颗粒体积 在减小，粒径小的颗粒在减少。
2.残差：理论值与实际测量值的差异被计算处理，以残差表示
残差的大小对结果有什么影响？
3.体积平均粒径D(4,3)和表面积平均粒径D（3,2）
D[4,3] 对样品中大颗粒的存在敏感
D[3,2] 对样品中小颗粒的存在敏感
4.中值
中值意味着样品颗粒中有一半颗粒的粒径低于该值，而另一半颗粒粒径均大于
该值中值通常还以下属三种形式出现: 体积百分比50、Dv50 、D[v,0.5]V表示
粒径中值是基于体积分布导出的
其他体积百分比数值如Dv10 ，Dv90 定义也是基于同样意义。如D（0.9）
=26.152表示90%粒径小于26.152另有10%大于26.152
5.分布跨度（径距）span ：是对样品粒径分布宽度的一种度量，
Span = (Dv90-Dv10)/Dv50
对于对称分布而言，SPAN=1。SPAN＞1：大颗粒多 SPAN＜1：大颗粒少
6.一致性uniformity ：是另一个描述粒径分布对称性的参数对以分布较窄的
样品来说，其一致性值也较小-------有什么作用？
三．
1.在20检测器序号：散射光强度要低于20
2.第一个检测器序号的光强不超过100；
3.背景随时间的波动很小
4.下图出现杂峰：样品窗被污染了
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5. 分散介质中存在的杂质导致背景波动大，不稳定；分散介质中的气泡也会产
生类似的效果。
6.下图突出的柱状表示系统对光不准
可能的原因：①样品窗上有污染物，清洗干净后再重新对光可以消除该现象；
②样品窗口固定过紧；③分散介质的温度正在发生变化。
7.遮光度Obscuration：被样品散射的激光光强，也可作为样品浓度的指示
8.信噪比Signal-to-noise ratio： 信号强度与背景的比值
9.多重衍射Multiple scattering：当加入过多样品，被某样品颗粒散射的光
束又入射到其他样品颗粒上产生新的散射
10.样品的添加量
①加入样品量太少：信噪比太低，或者：加入的样品不足，难以代表真实物质
颗粒分布– 尤其当样品颗粒粒径分布较广时
②加入样品量太多：导致多重散射，影响最终结果粒径分布– 尤其当样品颗粒
很小时（通常小于10微米）
③多少样品量（遮光度）才算“合适”？
如果样品颗粒较精细，较低的遮光度更合适，大约5-10% 的遮光度就可以有很
好的信噪比若样品颗粒较粗，遮光度可以适当提高到5%~12%若样品颗粒粒径分
布较广，15-20% 可能是合适的，因为需要实现正确取样过高的遮光度将导致多
重散射。
我们检测石墨的折光率要求在12-18%；检测碳的这关率要求在5-8%
11.数据质量
①背景数据确保：
? 样品池玻窗上没有物质黏附? 分散剂洁净无污染? 分散剂不存在温度梯度?
系统正确对光
②样品数据 检查：? 合理的信噪比? 不存在多重散射? 没有负的数据? 没有噪
声数据? 检测器信号数据平滑无残缺? 测量过程中光束无偏转beam steering
篇二：马尔文MS201X操作规程
马尔文MS201X操作规程
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一．开机：先开仪器主机和湿法或干法进样器，再开电脑，仪器需要预热15到
30分钟。
二．湿法测量程序：
1. 手指轻轻按键控制面板第一个显示中间的on/off键盘，让水循环起来。
2. 在桌面上双击Mastersizer201X操作软
件，进入操作软件，输入操作者姓名，然后鼠标左键点击确定。
3. 点击“文件”打开，打开已有的文件或新建一个文件，确保记录存放在所需
要的文件名下。
4. 单击“测量”菜单中的“手动”按钮，进入测量窗口。然后点击“对光”，
对光好后，如果背景状态正常，就不需要换水（如果是第一次打开软件的话，
对光按键是隐藏在测量背景下面的，只要点击“开始”键，仪器就会对光接着
测量背景的）。
5. 然后进入“选项”菜单，选择合适的光学参数，在“物质”中选择好催化剂，
或者新鲜催化剂，再进入“文档”菜单，输入样品名称，然后“确定”退出。
6. 然后单击“开始”按钮，系统开始测量背景，当背景测量完成以后并提示
“加入样品”后，开始加入样品到遮光度10％，到控制的遮光度范围内，然后
单击“开始”或按“测量样品”仪器会进行测量样品。每测量一次，结果会按
记录编号和时间存在已经指定的文件里。
7. 测量结束后，抬起烧杯上方盖子到两个黑线中间，附件会自动把样品池的水
排除，然后换新鲜的水并清洗两到三次（以背景正常为准）。
三. 干法测量步骤：干法测量可用SOP(标准操作规程)来进行测量。
1. 把样品放入干法进样器的样品盘中
2. 点击测量窗口中的“启用SOP”
3. 选择已经设置好的SOP
4. 根据仪器运行SOP提示输入样品的编号
5. 然后仪器会自动的进行测试，直到测量结束
6. 测量结束以后，打开干法进样器的盖子，然后把样品盘中的剩余样品用刷子
刷掉，再运行SOP中的清洁SOP测试方法进行清洁仪器
7. 打印 报告 ：选择你所要打印的记录以及你所要的报告格式，打印即可。
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8. SOP的设置：
8.1 SOP的设置，点击配置菜单，选择新建SOP，会弹出一个新窗口
8.2点击下一步，在样品处理单元找到所使用的干法进样器类型
（Scirocco201XA）,然后点击下一步
8.3 在物质名称那里选择要测试的样品（如催化剂或者新鲜催化剂） 模型那里
选择通用模式，然后确定，在点击下一步
8.4 标记下的样品名称下留空白，然后操作者说明跟注解那里，选择测量前显
示说明就可以了。然后下一步。
8.5 报告/保存不选择任何设置
8.6 样品测量时间分别设置8秒跟10秒，在高级选项测量中的遮光度界限设置
中，不使用默认限制，把下限跟上限分别设置为0.5和6。自动启动不设置任
何选项，在遮光度筛选中设置启用筛选，时间设置为12秒。仅用红光测量不设
置，然后确定退出。再点击下一步。
8.7 进样器设置，样品盘 选者General Purpos（200g）
振动进样速度选择60%，分散气压选择1.5bar，然后点击下一步，重复窗口不
设置，下一步，完成，保存SOP方法。
四．关机：先关电脑软件，再关湿法或干法进样器和仪器主机。
篇三：颗粒测试仪器行业分析报告
颗粒测试仪器行业分析报告
一、颗粒测试概述
所谓颗粒就是指细小的分散物体，它可以是固态、液态或气态。人们在日常生
活、生产过程中都经常的而又不可避免的接触到颗，因此可以说颗粒与人类的
关系是密切的，它对人类的生存发展起着重要的作用。随着生产力的提高、社
会文明的进步，人们对颗粒的研究己经深入到能源、化工、材料、石油、电力、
轻工、冶金、电子、气象、食品、医药、环境和航空等诸多领域。
颗粒测试技术的专业性较强，我们认为有必要对其核心技术指标及重要专业术
语进行简单介绍，如粒度、粒度分布、粒径等。
粒度是指颗粒的大小，主要包括以下几个层次：纳米颗粒 （1-100nm）、超微
粒或亚微米颗粒（0.1-1μm）、微粒（1-10μm）、细粒（10-100μm）、粗粒
（0.1-1mm）及块状物（1mm以上）等。 图表1粒度表
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资料来源：走进微纳201X
粒度分布是指用特定的仪器和方法反映出的不同粒径颗粒占粉体总量的百分数，
有区间分布和累计分布两种形式。区间分布又称为微分分布或频率分布，它表
示一系列粒径区间中颗粒的百分含量；累计分布也叫积分分布，它表示小于或
大于某粒径颗粒的百分含量。
粒径就是颗粒直径，但只有圆球体才有直径，而颗粒包括各种不规则形状，如
片状、针状、多棱状等，这些复杂形状的颗粒从理论上讲是不能直接用直径这
个概念来表示它的大小的。而在实际工作中直径是描述一个颗粒大小的最直观、
最简单的一个量，所以在粒度测试的实践中就引入了等效粒径这个概念。等效
粒径是指当一个颗粒的某一 物理 特性与同质的球形颗粒相同或相近时，就用
该球形颗粒的直径来代表这个实际颗粒的直径，那么这个球形颗粒的粒径就是
该实际颗粒的等效粒径。
二、颗粒测试方法与测试仪器的发展及对比
根据被测粒子性质及测试目标的不同，颗粒的测试方法有很多种。据国外有关
报告显示，用于测试颗粒的装置和仪器已多达200种以上，它们各有特点和适
用范围。就目前得到应用的各种测试方法来说，按其基本工作原理可分为以下
几大类：筛分法、沉降法、库尔特法、图像法、
光散射法等。其中光散射法是目前应用最广泛、技术发展最快、最具优势的测
试方法。
（一）筛分法
筛分法是用一定大小筛孔的筛子将被测颗粒分成两部分，即留在筛面上、粒径
较大的不通过量（筛余量）和通过筛孔、粒径较小的通过量（筛过量）。实际
操作中，通常按照被测颗粒粒径的大小和分布范围，选用5～6个不同大小筛孔
的筛子叠放在一起，筛孔较大的在上面，筛孔较小的在下面。被测颗粒则从最
上面的一个筛子加入，依次通过各个筛子后即可按颗粒粒径的大小被分成若干
档。按操作方法经过规定的筛分时间后，称重并记录各个筛子上的筛余量，即
可求得被测颗粒以重量计的颗粒粒径分布。
筛分法的优点是简单直观。但缺点较多，如动态测试范围较小，常用于大于
40μm的颗粒测定；测试速度慢，一次只能测量一个筛余值，不足以反映粒度
分布；微小筛孔制作困难；误差大，通常达到10%-20%；由于团聚作用，小颗
粒通过筛孔较为困难；有人为误差，导致可信度下降等。
（二）沉降法与沉降仪
沉降法是根据颗粒在液体中最终沉降速度来确定颗粒粒径大小的，可以在重力
场的作用下作自由沉降（重力沉降法），也可以在离心力的作用下沉降（离心
力沉降法），被测试样可以在液柱的表面层加入（线始法），也可将试样均匀
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地分散在悬浮液体内各处向下沉降（均匀悬浮法）。实际操作时，都不是直接
测量颗粒的最终沉降速度，而是测量某一个与最终沉降速度相关的其它物理量，
如压力、密度、重量、浓度或光透过率等，从而求得颗粒的粒径分布。
用沉降法测定颗粒时，细粉的沉降速度很慢，测定需要很长时间；同时由于受
环境温度的影响，超细颗粒的布朗运动以及再凝聚等原因，得不到高的测量精
度；由于密度一致性差，不适用于混合物料；重力沉降仪适用于10微米以上的
粉体，如果颗粒很细则需要离心沉降。沉降法是七、八十年代应用最多的粒度
分析技术，相应的商用沉降仪也较多，如美国Micromesitics公司的
SEDIGRAPH5100粒度仪、日本岛津科学制作所的SA-CPS粒度仪、日本清新公司
的SKC-3000沉降粒度仪、及国内丹东仪表研究所研制的GXL-202型离心沉降式
粒度分布仪等。
（三）库尔特法（电阻法）与库尔特颗粒计数器
颗粒的粒径可以由电阻的变化来表征和测量。电阻的变化是以电压脉冲输出的，
每有一个颗粒经过，相应地输出一个电脉冲，脉冲的幅值对应颗粒的体积和粒
径。因此，对所有测量到的脉冲计数并确定其幅值，即可得到被测试样中颗粒
的数目和粒径大小。
库尔特法的优点与缺点都较为突出。其优点包括：分辨率高、测量
速度快、重复性好、可以测定颗粒总数、等效概念明确、操作方便等。缺点包
括：动态测试范围小、容易发生堵孔故障、对介质的电性能有严格要求等。库
尔特颗粒计数器多用于 生物 医学上的血细胞计数。代表仪器有美国库尔特公
司的MML-TISIZESⅡ粒度分析仪和单、双阈值颗粒自动计数分析仪等。
（四）图像法与图像分析仪
图像法是利用显微镜对颗粒进行成像，然后利用计算机图象处理技术实现颗粒
粒度的测定。当颗粒粒径大于2μm时，采用光学显微镜进行成像；当粒径小于
2μm时，采用电子显微镜获取颗粒的几何图象信息。
图像法的优点包括：除了粒度测量外还可以进行一般的形貌特征分析，直观、
可靠；既可以直接测量粒度分布，也可以作为其他粒度测试仪器可靠性评判的
参考仪器。缺点包括：操作比较繁琐、测量时间长（典型时间为30分钟）、易
受人为因素影响、取样量小、代表性不强，只适合测量粒度分布范围较窄的样
品。
颗粒图像分析仪由光学（电子）显微镜、CCD摄像机、图像捕捉卡与计算机组
成。代表产品有德国IBAS-201X图象分析仪、济南微纳颗粒的Winner 100 动
态图像分析仪等。
（五）光散射法与激光粒度仪
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光散射法的原理是利用颗粒在液体中的布朗运动，当入射光照射时颗粒会散射
出一定频率的散射光，这种散射光与颗粒的粒径有关，对散射光进行相关运算
即可得出颗粒的粒度信息。
光散射法是目前应用最广泛的粒度测试方法，其优点包括：1.测量范围广，可
以测量微米至纳米级的颗粒，这正是当今粒度测试涉及的主要区间；2.由于光
的透射性，可以实现非接触测试，对被测样品的干扰很小，从而减小了测试的
系统误差；3.光散射法中，光电转换元件的响应时间很短，可以实现快速测试；
4.光散射法与计算机配合使用，易于实现测试过程的自动化；5.重复性好，平
均粒径的典型精度可达1%以内；
6.操作方便；7.光散射法可以同时反映颗粒的粒度和形状信息，可以全面表征
颗粒的特性，方便开发集粒度、形状为一体的颗粒测试仪器。正是由于光散射
法的诸多优点，加上电子计算机技术与激光技术本身的发展，使得这种方法日
趋完善，并得到广泛应用，是颗粒测试仪器发展的主要方向。光散射法的主要
缺点是分辨率较低，不宜测试粒度分布范围很窄的样品。
激光粒度仪集成了激光技术、现代光电技术、电子技术、精密机械与计算机技
术等，是目前颗粒测试领域的主要仪器。激光粒度仪产品种类较多，代表产品
包括美国BROOLHVEN公司的BI90超细粒度分析仪、美国库尔特公司的N4PLMS
超细粒度分析仪、英国马尔文公司的
SERIES4700C激光光散射粒度仪、AMTOSIZERⅡc型定角相关光谱系统等。国内
主要厂家丹东百特仪器有限公司、珠海欧美克仪器有限公司以及本公司均以激
光粒度仪系列产品为主。
图表2颗粒测试方法对比：
测试方法
筛分法
沉降法
库尔特法 测试原理 机械分离 重力沉降 离心沉降 电阻计数 测试范围（μm）
大于45 大于2 0.1-100 0.4-1200
1-6000
1-6000 测试时间（min） 大于30 大于30 大于30 15 大于30 10 重复性 差
较差 较差 较好 较差 较好 备注 不能单独测粒度分布 小颗粒沉降太慢 不适
用大颗粒 不适用宽分布颗粒 可直接观察颗粒大小与形状 操作简单，可同时测
量粒度与形
状
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不能测试粒度分布,只能得到平
均结果
操作简单、测试快捷、适用广泛、
重复性好、不能测颗粒形状
专门用于纳米颗粒测试 静态图像法 光学成像 动态图像法 高速成像 比表面
气体吸附、透气 0.1-1000 大于30 较差 激光散射/衍射 光散射法 动态光散
射 0.05-201X 0.001-3.5 小于5 小于10 好 好
资料来源：中国颗粒学会
三、颗粒测试行业现状及趋势
（一）发展历程与现状
20世纪90年代中期以前，中国颗粒测试市场还主要以沉降仪为主，国内需求
的激光粒度仪几乎全部依赖进口，当时进口激光粒度仪的平均价格要超过5万
美元，而且存在供货、维修、零配件供应不及时等现象。面对这种局面，一些
大学与研究机构纷纷开展激光粒度测试技术研究，政府部门也认识到激光粒度
测试技术对未来粉体工业的巨大影响，积极扶持一批激光粒度仪的研究项目。
因此，我国颗粒测试技术的发展呈现理论研究与科技成果产业化并进的局面。
中国对粒度测试技术的理论研究，主要分为四类：第一类是关于各种仪器（主
要是进口仪器）的使用体会，主要出现在80年代，进入90年代后逐渐减少；
第二类是跟踪性的，为仿造国外某种新型仪器而进行的铺垫性研究，而中国早
期自主生产的各种现代粒度仪，几乎都是在仿造国外仪器的基础上发展起来的；
第三类是为了提高仪器性能或探索新的粒度测试原理与技术而进行的创造性研
究，这是中国在颗粒测试技术水平上追赶世界先进水平的基础；第四类是纯理
论的探索。
20世纪90年代初期开始，一些有识之士以掌握的技术成果为基础
创办企业，致力于颗粒测试研究成果的产业化，在济南、珠海、成都、丹东等
地先后成立了自主生产颗粒测试仪器的企业。经过近20年的努力，中国已能生
产各种原理的颗粒测试仪器，如沉降仪、库尔特颗粒计数器、颗粒图像分析仪、
激光粒度仪等。其中激光粒度仪在技术上取得巨大进步，质量明显提高，逐渐
取代其他颗粒测试仪器，成为粒度测试的主流产品，在目前国内销售的各种颗
粒测试仪器中，激光粒度仪占70%以上。激光粒度仪的兴起主要有两个原因：
一是得益于计算机技术的普及与应用；二是它具有其他颗粒测试仪器不具备的
诸多优点，如测试速度快、动态测试范围宽、重复性与真实性好、自动化程度
高、操作简便、应用范围广等。
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除了少数特殊品种及纳米颗粒测试领域外，国产品牌的激光粒度仪已经能够满
足绝大多数用户的颗粒测试需要，产品质量与性能稳步提高，而价格只有进口
同类产品的1/5左右，销售量以年均20%左右的速度增长。中国颗粒学会副理
事长胡荣泽表示，中国已成为全球最大的颗粒测试仪器市场，年销售量201X台
以上，国产粒度仪的市场占有率已达到80%以上，并有部分产品实现出口。
（二）市场需求及展望
颗粒测试仪器应用领域广阔且极为分散，以粉体企业为主，所属行业包括矿业
（非金属矿粉、金属矿粉）、冶金工业（金属粉、硬质合金、磨料、稀土）、
建材（水泥、陶瓷、耐火材料）、化工（涂料、燃料、颜料、催化器、橡胶）、
能源（煤粉、石油、电池用粉）、高校、研究所以及军工、药物、轻工、农业
等。
图表3中国颗粒测试仪器的需求结
构
资料来源：中国颗粒学会
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马尔文3000报告分析
篇一：一.马尔文 总结
一.
1.颗粒
在一个分散系统中独立的三维个体通常被认为是一个颗粒
常见分散系统如: 气、液介质中的“小滴”；气、液分散相中的固体颗粒；液
体中的气泡。
2.等效圆球
不同形状的颗粒，通过体积相同的圆球来代替颗粒的大小。
现有粒径分析技术通过测量颗粒的一些参数来表示颗粒特征，等效圆球是一种
表述方式。
3.如何根据激光衍射测量粒径
大颗粒的散射角小；小颗粒的散射角大。
Mastersizer软件的测量窗口实时显示不同角度的散射光强。
横坐标对应光强检测器编号，检测器编号越大意味着检测器检测的光散射角度
越大（粒径越小）?
二.
1.如何根据散射光强得到颗粒粒径分布：
①激光衍射法实际是测量被颗粒散射的不同角度光的光强
②根据散射理论，我们能够预先推算出已知粒径分布颗粒的散射光角度分布
（角度大粒径小，角度小粒径大）。
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③不同粒径、相同体积的颗粒所衍射的光强是相等的。因此测量所得的粒径分
布是体积分布，这与系统的灵敏度是一致的。
如上图，随着信号编号（横坐标）的增大，光的衍射角越大，粒径越小，光强
度在增大，体积在增大，这说明粒径小的颗粒体积在增大（累加的），同时也
说明粒径小的颗粒也在增多。到达波峰后，光强度减小，体积减小，说明粒径
小的颗粒体积 在减小，粒径小的颗粒在减少。
2.残差：理论值与实际测量值的差异被计算处理，以残差表示
残差的大小对结果有什么影响？
3.体积平均粒径D(4,3)和表面积平均粒径D（3,2）
D[4,3] 对样品中大颗粒的存在敏感
D[3,2] 对样品中小颗粒的存在敏感
4.中值
中值意味着样品颗粒中有一半颗粒的粒径低于该值，而另一半颗粒粒径均大于
该值中值通常还以下属三种形式出现: 体积百分比50、Dv50 、D[v,0.5]V表示
粒径中值是基于体积分布导出的
其他体积百分比数值如Dv10 ，Dv90 定义也是基于同样意义。如D（0.9）
=26.152表示90%粒径小于26.152另有10%大于26.152
5.分布跨度（径距）span ：是对样品粒径分布宽度的一种度量，
Span = (Dv90-Dv10)/Dv50
对于对称分布而言，SPAN=1。SPAN＞1：大颗粒多 SPAN＜1：大颗粒少
6.一致性uniformity ：是另一个描述粒径分布对称性的参数对以分布较窄的
样品来说，其一致性值也较小-------有什么作用？
三．
1.在20检测器序号：散射光强度要低于20
2.第一个检测器序号的光强不超过100；
3.背景随时间的波动很小
4.下图出现杂峰：样品窗被污染了
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5. 分散介质中存在的杂质导致背景波动大，不稳定；分散介质中的气泡也会产
生类似的效果。
6.下图突出的柱状表示系统对光不准
可能的原因：①样品窗上有污染物，清洗干净后再重新对光可以消除该现象；
②样品窗口固定过紧；③分散介质的温度正在发生变化。
7.遮光度Obscuration：被样品散射的激光光强，也可作为样品浓度的指示
8.信噪比Signal-to-noise ratio： 信号强度与背景的比值
9.多重衍射Multiple scattering：当加入过多样品，被某样品颗粒散射的光
束又入射到其他样品颗粒上产生新的散射
10.样品的添加量
①加入样品量太少：信噪比太低，或者：加入的样品不足，难以代表真实物质
颗粒分布– 尤其当样品颗粒粒径分布较广时
②加入样品量太多：导致多重散射，影响最终结果粒径分布– 尤其当样品颗粒
很小时（通常小于10微米）
③多少样品量（遮光度）才算“合适”？
如果样品颗粒较精细，较低的遮光度更合适，大约5-10% 的遮光度就可以有很
好的信噪比若样品颗粒较粗，遮光度可以适当提高到5%~12%若样品颗粒粒径分
布较广，15-20% 可能是合适的，因为需要实现正确取样过高的遮光度将导致多
重散射。
我们检测石墨的折光率要求在12-18%；检测碳的这关率要求在5-8%
11.数据质量
①背景数据确保：
? 样品池玻窗上没有物质黏附? 分散剂洁净无污染? 分散剂不存在温度梯度?
系统正确对光
②样品数据 检查：? 合理的信噪比? 不存在多重散射? 没有负的数据? 没有噪
声数据? 检测器信号数据平滑无残缺? 测量过程中光束无偏转beam steering
篇二：马尔文MS201X操作规程
马尔文MS201X操作规程
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一．开机：先开仪器主机和湿法或干法进样器，再开电脑，仪器需要预热15到
30分钟。
二．湿法测量程序：
1. 手指轻轻按键控制面板第一个显示中间的on/off键盘，让水循环起来。
2. 在桌面上双击Mastersizer201X操作软
件，进入操作软件，输入操作者姓名，然后鼠标左键点击确定。
3. 点击“文件”打开，打开已有的文件或新建一个文件，确保记录存放在所需
要的文件名下。
4. 单击“测量”菜单中的“手动”按钮，进入测量窗口。然后点击“对光”，
对光好后，如果背景状态正常，就不需要换水（如果是第一次打开软件的话，
对光按键是隐藏在测量背景下面的，只要点击“开始”键，仪器就会对光接着
测量背景的）。
5. 然后进入“选项”菜单，选择合适的光学参数，在“物质”中选择好催化剂，
或者新鲜催化剂，再进入“文档”菜单，输入样品名称，然后“确定”退出。
6. 然后单击“开始”按钮，系统开始测量背景，当背景测量完成以后并提示
“加入样品”后，开始加入样品到遮光度10％，到控制的遮光度范围内，然后
单击“开始”或按“测量样品”仪器会进行测量样品。每测量一次，结果会按
记录编号和时间存在已经指定的文件里。
7. 测量结束后，抬起烧杯上方盖子到两个黑线中间，附件会自动把样品池的水
排除，然后换新鲜的水并清洗两到三次（以背景正常为准）。
三. 干法测量步骤：干法测量可用SOP(标准操作规程)来进行测量。
1. 把样品放入干法进样器的样品盘中
2. 点击测量窗口中的“启用SOP”
3. 选择已经设置好的SOP
4. 根据仪器运行SOP提示输入样品的编号
5. 然后仪器会自动的进行测试，直到测量结束
6. 测量结束以后，打开干法进样器的盖子，然后把样品盘中的剩余样品用刷子
刷掉，再运行SOP中的清洁SOP测试方法进行清洁仪器
7. 打印 报告 ：选择你所要打印的记录以及你所要的报告格式，打印即可。
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8. SOP的设置：
8.1 SOP的设置，点击配置菜单，选择新建SOP，会弹出一个新窗口
8.2点击下一步，在样品处理单元找到所使用的干法进样器类型
（Scirocco201XA）,然后点击下一步
8.3 在物质名称那里选择要测试的样品（如催化剂或者新鲜催化剂） 模型那里
选择通用模式，然后确定，在点击下一步
8.4 标记下的样品名称下留空白，然后操作者说明跟注解那里，选择测量前显
示说明就可以了。然后下一步。
8.5 报告/保存不选择任何设置
8.6 样品测量时间分别设置8秒跟10秒，在高级选项测量中的遮光度界限设置
中，不使用默认限制，把下限跟上限分别设置为0.5和6。自动启动不设置任
何选项，在遮光度筛选中设置启用筛选，时间设置为12秒。仅用红光测量不设
置，然后确定退出。再点击下一步。
8.7 进样器设置，样品盘 选者General Purpos（200g）
振动进样速度选择60%，分散气压选择1.5bar，然后点击下一步，重复窗口不
设置，下一步，完成，保存SOP方法。
四．关机：先关电脑软件，再关湿法或干法进样器和仪器主机。
篇三：颗粒测试仪器行业分析报告
颗粒测试仪器行业分析报告
一、颗粒测试概述
所谓颗粒就是指细小的分散物体，它可以是固态、液态或气态。人们在日常生
活、生产过程中都经常的而又不可避免的接触到颗，因此可以说颗粒与人类的
关系是密切的，它对人类的生存发展起着重要的作用。随着生产力的提高、社
会文明的进步，人们对颗粒的研究己经深入到能源、化工、材料、石油、电力、
轻工、冶金、电子、气象、食品、医药、环境和航空等诸多领域。
颗粒测试技术的专业性较强，我们认为有必要对其核心技术指标及重要专业术
语进行简单介绍，如粒度、粒度分布、粒径等。
粒度是指颗粒的大小，主要包括以下几个层次：纳米颗粒 （1-100nm）、超微
粒或亚微米颗粒（0.1-1μm）、微粒（1-10μm）、细粒（10-100μm）、粗粒
（0.1-1mm）及块状物（1mm以上）等。 图表1粒度表
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资料来源：走进微纳201X
粒度分布是指用特定的仪器和方法反映出的不同粒径颗粒占粉体总量的百分数，
有区间分布和累计分布两种形式。区间分布又称为微分分布或频率分布，它表
示一系列粒径区间中颗粒的百分含量；累计分布也叫积分分布，它表示小于或
大于某粒径颗粒的百分含量。
粒径就是颗粒直径，但只有圆球体才有直径，而颗粒包括各种不规则形状，如
片状、针状、多棱状等，这些复杂形状的颗粒从理论上讲是不能直接用直径这
个概念来表示它的大小的。而在实际工作中直径是描述一个颗粒大小的最直观、
最简单的一个量，所以在粒度测试的实践中就引入了等效粒径这个概念。等效
粒径是指当一个颗粒的某一 物理 特性与同质的球形颗粒相同或相近时，就用
该球形颗粒的直径来代表这个实际颗粒的直径，那么这个球形颗粒的粒径就是
该实际颗粒的等效粒径。
二、颗粒测试方法与测试仪器的发展及对比
根据被测粒子性质及测试目标的不同，颗粒的测试方法有很多种。据国外有关
报告显示，用于测试颗粒的装置和仪器已多达200种以上，它们各有特点和适
用范围。就目前得到应用的各种测试方法来说，按其基本工作原理可分为以下
几大类：筛分法、沉降法、库尔特法、图像法、
光散射法等。其中光散射法是目前应用最广泛、技术发展最快、最具优势的测
试方法。
（一）筛分法
筛分法是用一定大小筛孔的筛子将被测颗粒分成两部分，即留在筛面上、粒径
较大的不通过量（筛余量）和通过筛孔、粒径较小的通过量（筛过量）。实际
操作中，通常按照被测颗粒粒径的大小和分布范围，选用5～6个不同大小筛孔
的筛子叠放在一起，筛孔较大的在上面，筛孔较小的在下面。被测颗粒则从最
上面的一个筛子加入，依次通过各个筛子后即可按颗粒粒径的大小被分成若干
档。按操作方法经过规定的筛分时间后，称重并记录各个筛子上的筛余量，即
可求得被测颗粒以重量计的颗粒粒径分布。
筛分法的优点是简单直观。但缺点较多，如动态测试范围较小，常用于大于
40μm的颗粒测定；测试速度慢，一次只能测量一个筛余值，不足以反映粒度
分布；微小筛孔制作困难；误差大，通常达到10%-20%；由于团聚作用，小颗
粒通过筛孔较为困难；有人为误差，导致可信度下降等。
（二）沉降法与沉降仪
沉降法是根据颗粒在液体中最终沉降速度来确定颗粒粒径大小的，可以在重力
场的作用下作自由沉降（重力沉降法），也可以在离心力的作用下沉降（离心
力沉降法），被测试样可以在液柱的表面层加入（线始法），也可将试样均匀
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地分散在悬浮液体内各处向下沉降（均匀悬浮法）。实际操作时，都不是直接
测量颗粒的最终沉降速度，而是测量某一个与最终沉降速度相关的其它物理量，
如压力、密度、重量、浓度或光透过率等，从而求得颗粒的粒径分布。
用沉降法测定颗粒时，细粉的沉降速度很慢，测定需要很长时间；同时由于受
环境温度的影响，超细颗粒的布朗运动以及再凝聚等原因，得不到高的测量精
度；由于密度一致性差，不适用于混合物料；重力沉降仪适用于10微米以上的
粉体，如果颗粒很细则需要离心沉降。沉降法是七、八十年代应用最多的粒度
分析技术，相应的商用沉降仪也较多，如美国Micromesitics公司的
SEDIGRAPH5100粒度仪、日本岛津科学制作所的SA-CPS粒度仪、日本清新公司
的SKC-3000沉降粒度仪、及国内丹东仪表研究所研制的GXL-202型离心沉降式
粒度分布仪等。
（三）库尔特法（电阻法）与库尔特颗粒计数器
颗粒的粒径可以由电阻的变化来表征和测量。电阻的变化是以电压脉冲输出的，
每有一个颗粒经过，相应地输出一个电脉冲，脉冲的幅值对应颗粒的体积和粒
径。因此，对所有测量到的脉冲计数并确定其幅值，即可得到被测试样中颗粒
的数目和粒径大小。
库尔特法的优点与缺点都较为突出。其优点包括：分辨率高、测量
速度快、重复性好、可以测定颗粒总数、等效概念明确、操作方便等。缺点包
括：动态测试范围小、容易发生堵孔故障、对介质的电性能有严格要求等。库
尔特颗粒计数器多用于 生物 医学上的血细胞计数。代表仪器有美国库尔特公
司的MML-TISIZESⅡ粒度分析仪和单、双阈值颗粒自动计数分析仪等。
（四）图像法与图像分析仪
图像法是利用显微镜对颗粒进行成像，然后利用计算机图象处理技术实现颗粒
粒度的测定。当颗粒粒径大于2μm时，采用光学显微镜进行成像；当粒径小于
2μm时，采用电子显微镜获取颗粒的几何图象信息。
图像法的优点包括：除了粒度测量外还可以进行一般的形貌特征分析，直观、
可靠；既可以直接测量粒度分布，也可以作为其他粒度测试仪器可靠性评判的
参考仪器。缺点包括：操作比较繁琐、测量时间长（典型时间为30分钟）、易
受人为因素影响、取样量小、代表性不强，只适合测量粒度分布范围较窄的样
品。
颗粒图像分析仪由光学（电子）显微镜、CCD摄像机、图像捕捉卡与计算机组
成。代表产品有德国IBAS-201X图象分析仪、济南微纳颗粒的Winner 100 动
态图像分析仪等。
（五）光散射法与激光粒度仪
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光散射法的原理是利用颗粒在液体中的布朗运动，当入射光照射时颗粒会散射
出一定频率的散射光，这种散射光与颗粒的粒径有关，对散射光进行相关运算
即可得出颗粒的粒度信息。
光散射法是目前应用最广泛的粒度测试方法，其优点包括：1.测量范围广，可
以测量微米至纳米级的颗粒，这正是当今粒度测试涉及的主要区间；2.由于光
的透射性，可以实现非接触测试，对被测样品的干扰很小，从而减小了测试的
系统误差；3.光散射法中，光电转换元件的响应时间很短，可以实现快速测试；
4.光散射法与计算机配合使用，易于实现测试过程的自动化；5.重复性好，平
均粒径的典型精度可达1%以内；
6.操作方便；7.光散射法可以同时反映颗粒的粒度和形状信息，可以全面表征
颗粒的特性，方便开发集粒度、形状为一体的颗粒测试仪器。正是由于光散射
法的诸多优点，加上电子计算机技术与激光技术本身的发展，使得这种方法日
趋完善，并得到广泛应用，是颗粒测试仪器发展的主要方向。光散射法的主要
缺点是分辨率较低，不宜测试粒度分布范围很窄的样品。
激光粒度仪集成了激光技术、现代光电技术、电子技术、精密机械与计算机技
术等，是目前颗粒测试领域的主要仪器。激光粒度仪产品种类较多，代表产品
包括美国BROOLHVEN公司的BI90超细粒度分析仪、美国库尔特公司的N4PLMS
超细粒度分析仪、英国马尔文公司的
SERIES4700C激光光散射粒度仪、AMTOSIZERⅡc型定角相关光谱系统等。国内
主要厂家丹东百特仪器有限公司、珠海欧美克仪器有限公司以及本公司均以激
光粒度仪系列产品为主。
图表2颗粒测试方法对比：
测试方法
筛分法
沉降法
库尔特法 测试原理 机械分离 重力沉降 离心沉降 电阻计数 测试范围（μm）
大于45 大于2 0.1-100 0.4-1200
1-6000
1-6000 测试时间（min） 大于30 大于30 大于30 15 大于30 10 重复性 差
较差 较差 较好 较差 较好 备注 不能单独测粒度分布 小颗粒沉降太慢 不适
用大颗粒 不适用宽分布颗粒 可直接观察颗粒大小与形状 操作简单，可同时测
量粒度与形
状
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不能测试粒度分布,只能得到平
均结果
操作简单、测试快捷、适用广泛、
重复性好、不能测颗粒形状
专门用于纳米颗粒测试 静态图像法 光学成像 动态图像法 高速成像 比表面
气体吸附、透气 0.1-1000 大于30 较差 激光散射/衍射 光散射法 动态光散
射 0.05-201X 0.001-3.5 小于5 小于10 好 好
资料来源：中国颗粒学会
三、颗粒测试行业现状及趋势
（一）发展历程与现状
20世纪90年代中期以前，中国颗粒测试市场还主要以沉降仪为主，国内需求
的激光粒度仪几乎全部依赖进口，当时进口激光粒度仪的平均价格要超过5万
美元，而且存在供货、维修、零配件供应不及时等现象。面对这种局面，一些
大学与研究机构纷纷开展激光粒度测试技术研究，政府部门也认识到激光粒度
测试技术对未来粉体工业的巨大影响，积极扶持一批激光粒度仪的研究项目。
因此，我国颗粒测试技术的发展呈现理论研究与科技成果产业化并进的局面。
中国对粒度测试技术的理论研究，主要分为四类：第一类是关于各种仪器（主
要是进口仪器）的使用体会，主要出现在80年代，进入90年代后逐渐减少；
第二类是跟踪性的，为仿造国外某种新型仪器而进行的铺垫性研究，而中国早
期自主生产的各种现代粒度仪，几乎都是在仿造国外仪器的基础上发展起来的；
第三类是为了提高仪器性能或探索新的粒度测试原理与技术而进行的创造性研
究，这是中国在颗粒测试技术水平上追赶世界先进水平的基础；第四类是纯理
论的探索。
20世纪90年代初期开始，一些有识之士以掌握的技术成果为基础
创办企业，致力于颗粒测试研究成果的产业化，在济南、珠海、成都、丹东等
地先后成立了自主生产颗粒测试仪器的企业。经过近20年的努力，中国已能生
产各种原理的颗粒测试仪器，如沉降仪、库尔特颗粒计数器、颗粒图像分析仪、
激光粒度仪等。其中激光粒度仪在技术上取得巨大进步，质量明显提高，逐渐
取代其他颗粒测试仪器，成为粒度测试的主流产品，在目前国内销售的各种颗
粒测试仪器中，激光粒度仪占70%以上。激光粒度仪的兴起主要有两个原因：
一是得益于计算机技术的普及与应用；二是它具有其他颗粒测试仪器不具备的
诸多优点，如测试速度快、动态测试范围宽、重复性与真实性好、自动化程度
高、操作简便、应用范围广等。
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除了少数特殊品种及纳米颗粒测试领域外，国产品牌的激光粒度仪已经能够满
足绝大多数用户的颗粒测试需要，产品质量与性能稳步提高，而价格只有进口
同类产品的1/5左右，销售量以年均20%左右的速度增长。中国颗粒学会副理
事长胡荣泽表示，中国已成为全球最大的颗粒测试仪器市场，年销售量201X台
以上，国产粒度仪的市场占有率已达到80%以上，并有部分产品实现出口。
（二）市场需求及展望
颗粒测试仪器应用领域广阔且极为分散，以粉体企业为主，所属行业包括矿业
（非金属矿粉、金属矿粉）、冶金工业（金属粉、硬质合金、磨料、稀土）、
建材（水泥、陶瓷、耐火材料）、化工（涂料、燃料、颜料、催化器、橡胶）、
能源（煤粉、石油、电池用粉）、高校、研究所以及军工、药物、轻工、农业
等。
图表3中国颗粒测试仪器的需求结
构
资料来源：中国颗粒学会