Winner318激光粒度分析仪使用说明书

Winner318 工业喷雾激光粒度分析仪
使用说明书
济南微纳颗粒仪器股份有限公司
2012.01

Winner318 工业喷雾激光粒度分析仪使用说明书
目录
前 言 ................................................................1
注意事项 ..................................................................................................................................... 1
第一篇 概述 ..........................................................2
1.1 工作原理 ............................................................................................................................... 2 1.2 技术参数 ............................................................................................................................... 2 1.3 结构特征 .............................................................................................................................. 3 1.4 Winner318 的光路构造 ........................................................................................................ 4
第二篇 仪器的安装与调试 ..............................................5
2.1 环境要求 ............................................................................................................................... 5 2.2 安装....................................................................................................................................... 5 2.3 系统检查 ............................................................................................................................... 5 2.4 仪器调试 ............................................................................................................................... 7
第三篇 仪器的使用方法 ................................................9
3.1 测试前的准备工作 ............................................................................................................... 9 3.2 背景测量 ............................................................................................................................. 10 3.3 样品测试 ............................................................................................................................. 10 3.4 结束测试 ..............................................................................................................................11
第四篇 维护与保养 ...................................................12
4.1 检查激光束是否存在 ......................................................................................................... 12 4.2 光学器件的清洁 ................................................................................................................. 12 4.3 暂时不用 及时关机 ........................................................................................................... 12 4.4 调试光路 ............................................................................................................................. 12 4.5 仪器的校准 ......................................................................................................................... 13 4.6 镜头的保护 ......................................................................................................................... 14
第五篇 安全常识 .....................................................15 第六篇 仪器的包装、运输、储存 .......................................16
6.1 包装..................................................................................................................................... 16 6.2 运输..................................................................................................................................... 16 6.3 储存..................................................................................................................................... 16
第七篇 其它事项 .....................................................17
7.1 保修..................................................................................................................................... 17 7.2 售后服务 ............................................................................................................................. 17
第八篇 常见故障诊断与处理 ...........................................18 附录一 联系方式 .....................................................19 附录二 Winner318 激光粒度分析仪培训大纲 .............................20 附录三 Winner318 激光粒度分析仪测试报告及说明 ........................21
I

Winner318 工业喷雾激光粒度分析仪使用说明书
前言
欢迎您选用济南微纳颗粒技术有限公司生产的 Winner318 型工业喷雾激光粒度 分析仪。我公司全体员工将竭诚为您服务，为了您更好的使用仪器，请仔细阅读使 用说明书，特别是注意事项。
注意事项
? 请将仪器置放于干净、通风良好、无腐蚀性气体的地方，避免阳光直接照射。 ? 主机要可靠接地，地线应使用专用地线或接至自来水管，不要接到暖气管道上，
严禁接到交流电源的地（零）线上，防止交流干扰。地线尽可能远离电源线， 避免与电源线交叉、缠绕，主机尽可能远离其他电磁干扰源。 ? 如仪器使用中现场电压波动较大、较频繁，应使用交流净化稳压电源 500VA(使 用家用电器稳压电源无效), 交流稳压电源及其他电子设备应尽可能远离仪器 （最好大于 1 米）。 ? 激光束对人眼有害，请勿直视激光束。 ? 要保持各光学器件的清洁，以免影响测试效果。 ? 调试光路时，注意千万不要碰触光电探测器（光电探测器为激光粒度仪测试的 核心部件），以免探头损坏，影响测试结果。 ? 不要轻易擦拭光学镜面，以免划伤，引起测量误差。 ? 严禁带电插拔串行口通讯电缆，插拔时仪器与计算机必须都关闭。 ? 未经允许,私自拆卸引起的后果，由用户自己承担。 ? 用户认为有不正常的现象，请与我们公司联系。 关于软件使用详细情况请参阅《微纳激光粒度分析软件用户手册》。本说明书 只在必要时简要说明有关操作。
1

度万物之微 纳四海之阔
第一篇 概述
Winner318 型工业喷雾激光粒度分析仪是通过测量颗粒群的散射谱经计算机进 行数据处理来分析其颗粒粒度分布的。它可以用来测量各种雾滴的粒度分布。该仪 器可对样品进行连续动态测试。测量范围广，分辨能力强，自动化程度高，操作简 便，测试速度快，测量结果准确、可靠、重复性好。激光粒度分析仪为精密仪器， 测试过程中应避免周围有强电磁干扰，电源电压长期波动幅度应控制在 5%之内， 短期波动幅度应控制在 2%之内，否则将影响测试结果的稳定性。
1.1 工作原理
Winner318 型激光粒度分析仪是采用信息光学原理，通过测量颗粒群的散射谱， 来分析其粒度分布。该仪器由主机和计算机两部分组成：主机内含光学系统、信号 采集处理系统；计算机完成数据处理并显示、打印测试结果。主机与计算机由标准 串行通讯口连接。来自激光器的激光束经滤光、扩束、滤波、经准直透镜变成平行 光线后照射到测试区，测试区中的待测颗粒群在激光的照射下产生散射谱。散射谱 的强度及其空间分布与被测颗粒群的大小及分布有关，并经透镜再次汇聚后被位于 透镜后焦面上的光电阵列探测器所接收，转换成电信号后经放大和 A/D 转换经通讯 口送入计算机，进行反演运算和数据处理后，即可给出被测颗粒群的大小、分布等 参数，经屏幕显示或打印机打印输出。
扩束镜
傅立叶透镜
计算机
打印机
激光器/密度滤光片 准直透镜
激光发射单元
测试区
光电探测器 激光接收单元
图 1-1 仪器工作原理框图
1.2 技术参数
量程及分级
分散系统 准确性误差 重复性误差
318A 318B 318C
4.6-323 微米；30 级 15-711 微米；30 级 4.6-2000 微米；60 级 开放式分散系统 <3% <3%
2

Winner318 工业喷雾激光粒度分析仪使用说明书
电源 功率 体积 重量 激光 测试区长度
理论调节范围
使用温度 环境湿度
计算机
电脑软件需求
结果输出
交流 220V/50Hz
≤150W
415×250×520mm 415×220×520mm
40kg×2
绿色激光器，波长：532nm，功率 40mW 左右
可调
平移
±20mm
升降
30mm
旋转度
±20°
10-30°C
≤75%
通用 PC 机
简体中文 /英 文 Windows98/ME/2000/XP 操作系统。测试结果输 出为 Word/Excel 文件需安装 Office2002。
由计算机处理数据，测试结果由屏幕显示、打印机打印：颗粒体积分布曲 线、特征粒径 D10、D50、D90 等。
1.3 结构特征
图 1-2 仪器外观及结构组成
激光粒度分析仪外观结构部件的使用说明如下：
电源插座
220V，10A
保险丝
2A
地线柱
仪器工作时应可靠接地。
通讯口
RS-232 串行口（9 针插孔）
3

度万物之微 纳四海之阔
电源开关 机身外罩 高度调节旋钮 风机管道接口
仪器工作电源开关 打开外罩，可以调整光路，检修仪器内部各部件。 调节激光接收单元高度用 接风机管道，通风作用
1.4 Winner318 的光路构造
扩束镜
激 光 器
准直透镜 测试区
傅立叶透镜
光电阵 列探测
器
密度滤光片
图 1-3 激光粒度分析仪光路构造图
激光粒度分析仪光路结构部件的说明如下：
光电阵列探测器 测试信号接收部件，灵敏度高，禁止触碰。
傅立叶透镜
用于会聚激光束，镜面要保持清洁，擦拭要小心， 避免划伤镜头，引起测量误差。
准直透镜
将通过扩束镜与针孔后的发散光束变成平行光束
扩束镜 密度滤光片
激光束扩散。 调节光强
4

Winner318 工业喷雾激光粒度分析仪使用说明书
第二篇 仪器的安装与调试
2.1 环境要求
为保证激光粒度仪正常工作，应使粒度仪工作环境满足以下要求： 1. 环境温度应保持在 10℃～30℃； 2. 环境湿度≤75%； 3. 仪器分为激光发射单元、测试区与激光接收单元，安装仪器时应尽量使激
光接收单元镜头（傅立叶透镜）背向窗户等强外界光源； 4. 为延长仪器使用寿命，应尽量使仪器在干净、污染少的环境中工作。
2.2 安装
1. 把激光粒度分析仪激光发射单元与激光接收单元安装在同一水平面上，除 计算机外，与其它电子设备尽量保持 1 米以上距离。
2. 将地线可靠接地，地线尽可能远离电源线，避免与电源线交叉、缠绕。地 线尽量粗一些，越短越好。
3. 确认主机与计算机均处于断电关闭状态，用仪器附件中所带通讯电缆把主 机 COM 通讯口与计算机的 RS-232 串行通讯口（COM1 或 COM2）连接起 来。
4. 接好电源线，接通 220V 电源。
2.3 系统检查
1. 启动计算机，接通仪器电源。用小块白纸插入测试区光路，白纸上有一均 匀的绿色光斑，认为激光器工作正常。
2. 打开仪器接收区一侧的机罩，检查从探测器阵列中心孔中射出的激光束， 如在远处形成一均匀规则的绿色光斑，可认为对中正常。如果光斑不完全 或亮度不匀，应按[第四篇 维护与保养：4.4 调试光路]中的方法重新调节光 路。
3. 运行微纳激光粒度仪分析软件。 4. 单击“测试”菜单中的“信息设置”。
5

度万物之微 纳四海之阔 5. 在打开的“测试信息设置”对话框中单击“其他信息设置”选项卡，选择
正确的端口、机型、量程及测试结果保存时间间隔，然后单击“确定”关 闭对话框。
图 2-1 信息设置对话框
6. 单击“测试”菜单中的“背景测试”。 7. 系统将显示测试窗口并开始背景测试（如图 2-2 所示）。
图 2-2 背景测试
6

Winner318 工业喷雾激光粒度分析仪使用说明书
8. 观察“背景视图”中所显示的能谱分布是否均匀连续，如果均匀连续且探 头后的光斑为亮度均匀的规则光斑，可认为光路正常，仪器可以正常工作。
? 正常背景标准： A) 一般第一环背景值稍高，没有具体限制，但是调节至某一数值后波动幅 度不能太大； B) 第五环以后各环背景值不能超过前五环中最高环数值，且一般不应超过 400； C) 背景测试完毕进入能谱测试而无样品时，在不显示数据的界面内应看到 能谱显示的前 10 环内无数据显示，见图 2-3；若看到有数据跳动现象， 应重新测试背景。
图 2-3 无样品时的能谱测试 9. 如果背景出现异常，应按第四篇：4.4 调试光路中的方法重新对中光路。
注意： ? 请勿用眼睛直视穿过探头中心孔的激光束！ ? 系统检查完后,必须罩上外罩才能进行测试！
2.4 仪器调试
7

度万物之微 纳四海之阔
仪器调试包括仪器准确度与仪器重复性的检查。具体检查方法请参见[第四篇 仪器维护与保养：4.5 仪器的校准]。
仪器准确度与仪器重复性检定的判定依据如下：
1. 体积中位径测量准确度的计算
在相同条件下对同一标准物质测量十次，得到十次体积中位径测量值，其平均 值与标准值的相对误差即为准确度。
A?
D50 ? D5?0 D5?0
式中
Ａ---------相对误差（%）；
D 50 -------中位径十次测量平均值（μm）；
D
? 50
-----标准物质中位径标准值（μm）。
若 A≤3%，则表明仪器测量的准确度满足要求。
2. 体积中位径测量重复性的检定
仪器在同一条件下，用同一标准物质一次取样连续测定十次， D50 相对标准偏 差△S 即为重复性。
?S ? S ? 100% D 50
n
?? ?2 Di ? D 50
S ? i?1 n?1
式中
S -------测量标准偏差（μm）； n -------测量次数(这里取 n=10 次）； Di ------第 i 次测量的 D50 值（μm）；
D 50 ------n 次测量平均值（μm）。
若△S≤3%，则表明仪器测量的重复性满足要求。
综合以上两项参数，若全部测试指标合格，则仪器调试完毕。
8

Winner318 工业喷雾激光粒度分析仪使用说明书
第三篇 仪器的使用方法
3.1 测试前的准备工作
1. 开启激光粒度分析仪，预热 10～15 分钟。 2. 启动计算机，并运行微纳激光粒度分析软件。 3. 单击“测试”菜单中的“信息设置”。 4. 在打开的“测试信息设置”对话框中单击“样品信息”选项卡，输入样品
信息；单击“测试信息”选项卡，输入测试信息；单击“其他信息”选项 卡，选择正确的端口、机型及量程，测试数据的保存时间间隔，然后单击 “确定”关闭对话框。（如图 3-1 所示）
图 3-1 信息设置 5. 单击“文件”菜单中的“新建”，创建一个新文件。或者单击“文件”菜单
中的“打开”。系统将弹出“打开”对话框。输入或选择一个扩展名为“JLP” 的文件，然后单击“打开”按钮，从而打开一个已存在的文件。
9

3.2 背景测量
度万物之微 纳四海之阔
1. 单击“测试”菜单中的“背景测量”。 2. 系统将显示“背景视图”。
第一级
累计次数
注意：
图 3-2 背景测试
1. 若背景中第一级为零，可关闭粒度仪电源，再重新打开即可。 2. 背景测量是每次样品测试前的必备工作。
3.3 样品测试
1. 背景测量累计 10 次 后，单击“测试”菜单中的“能谱测试”。 2. 系统将显示“测试视图”。
10

Winner318 工业喷雾激光粒度分析仪使用说明书
图 3-3 能谱测试 3. 观察“测试视图”中的能谱曲线与浓度显示，因大流量喷雾经验不足，适
宜浓度尚需摸索。 当测试结果稳定后，勾选“保存结果”复选框即可。系统将以[ 3.1 测试前的准 备工作 4] 中设置的时间间隔自动保存测试结果。 注意： ? 如果测试结果中粒度分布曲线边缘出现直线上升或直线下降的情况，说明
粒度分布超过该量程，测试结果将会不准确。
3.4 结束测试
测试工作结束后，单击“查看”菜单中的“关闭视图”或者单击测试窗口。 然后利用 Winner3.0 专家系统软件可对测试保存数据进行各种处理，详细情况请 参阅《微纳激光粒度分析软件用户手册》。
11

度万物之微 纳四海之阔
第四篇 维护与保养
4.1 检查激光束是否存在
仪器激光束的存在与否，是能否进行测试的重要一环。接通粒度仪电源，正常 情况下，测试区应该有一束均匀规则平行激光光束通过，若无激光束，打开激光发 射区一侧机罩，可以直接看到激光器输出的激光：若无输出，请参阅[第八篇 故障 1]。
4.2 光学器件的清洁
清洁过程中，操作者的手绝不能碰触各镜头的镜面，要保持镜头的清洁及位置 固定，禁止对扩束镜、光电探测器进行位置调整。两镜头及反射镜上若积有很多灰 尘时，可用吹气球吹净，也可用脱脂棉球或镜头纸蘸乙醚/酒精由上向下轻轻地擦拭， 棉球和镜头纸不能重复使用，以免颗粒划伤镜头,引起测量误差。
注意： ? 不要轻易擦拭镜头，以免划伤，引起测量误差。
4.3 暂时不用 及时关机
若仪器暂时不进行测试（两次测试时间间隔超过 1 小时），应关掉激光粒度仪。 以延长激光粒度仪（特别是激光器）的使用寿命，因此激光粒度仪应随时关机。在 每次测试之前，提前开机 10-15 分钟预热即可。
4.4 调试光路
如果背景出现异常，可对光路重新对中： 1. 看测试区中光束是否与准直透镜垂直，若发现有明显不垂直现象，则执行
步骤 3；否则执行步骤 2。 2. 将一张白纸放到测试区中，检查测试区中的光路是否平行，若不平行，则
执行步骤 3；否则，执行步骤 4。 3. 打开激光发射区机身外罩，调节光路支撑座（即固定激光发射器与扩束镜
的底板）的前后位置，使测试区中光路平行；另外，应尽量使激光束通过 傅立叶镜及准直透镜的中心，若偏离太多应调整光路支撑座的上下位置；
12

Winner318 工业喷雾激光粒度分析仪使用说明书
4. 检查测试区光斑位置，若明显偏离激光发射单元，则应先转动激光发射单 元或搬动激光接收单元；否则，若光束与傅立叶镜不垂直，则应调节 [图 1-2 激光粒度分析仪外部构造示意图] 中所示的“角度调节旋钮”调节接收 单元角度使傅立叶镜与光束垂直；若光束偏离傅立叶镜中心位置超过约 5mm 以上，应调节“高度调节把手”调节接收单元高度，调节“平移调节 旋钮”调节接收单元相对光束的左右位置。
5. 打开探头区一侧机罩，如果探头不在傅立叶镜头焦点位置，应调整平移台 下的距离调整架的位置来调整探头与傅立叶镜的距离直到找到焦点；把小 块白纸放到探头中心孔后，使用平移台的调整螺母调整探头位置（上下左 右），直到把白纸上的杂乱光斑调成均匀规则光斑。
4.5 仪器的校准
为保证仪器测试的准确性，应定期对仪器进行校准。若仪器受到强振动或更换 计算机，校准参数忘记的情况下，也应对仪器进行重新校准。其方法如下：
1. 准备样品窗。样品窗使用前必须清洗干净，并将样品窗工作面用擦镜纸擦 干。清洗方法可先用自来水冲洗数遍，再用蒸馏水冲洗干净。准备一个较 小的锥形瓶（或小烧杯），冲洗干净备用。
若样品窗上有附着物无法清洗掉时，将样品窗放入装有无水酒精的小烧杯 中，然后放入专用超声清洗器中。打开超声清洗一分钟（干净的样品窗，用眼 睛看上去,窗体表面应无任何颗粒和其它痕迹）。如仍有脏痕，可用随机工具中 的专用卡片，把镜头纸折成与卡片等宽的长条包在卡片上，沾上酒精擦拭样品 窗（尽量避免来回拉动，以防颗粒划坏样品窗表面）。要注意及时更换新的镜头 纸，重复上述过程，直到样品窗清洗干净为止。若仍然擦洗不干净，可再超声 几遍。若样品窗表面有水垢、污渍无法擦洗掉，可把样品窗放入弱酸（碱）液 中，浸泡一段时间，直到除去污垢为止。取出样品窗，用清水冲干净。 注意： ? 样品窗使用完毕后，应立刻清洗干净，以免颗粒粘附样品窗。 ? 绝对不能用手接触样品窗工作面（较宽的两侧）。 2. 将样品窗中装满蒸馏水，放入测试区中间位置，使激光光束垂直穿过样品
窗，测试背景。背景测试稳定后，单击“能谱测试”，记录样品窗位置，取 下样品窗。
3. 把样品窗中的蒸馏水倒入准备好的锥形瓶中。把标准物质瓶盖盖紧，用力 摇动 30～50 次使其均匀分散，打开瓶盖滴入锥形瓶 3 滴。摇晃锥形瓶，使 样品均匀混合。把锥形瓶中标准样品倒入样品窗中，将样品窗放回记录好 的位置。观察测试结果中的 D50 与标准物质的标称值是否相同。
13

度万物之微 纳四海之阔
标
使用前摇匀
准
物 质
①
滴入3滴标准物质并摇匀
烧杯 ②
图 4-1 配置标样悬浮液
4. 如 D50 大于标称值的中值粒径，将校准系数调小，如 D50 小于标称值的中 值粒径，将校准系数调大。然后重复第 3 步以后的步骤，直到 D50 与标准 物质的中值粒径之间的误差小于允许值为止。
5. 系数调整好后，再反复测量多次（如 10 次），观察测量结果的稳定性和重 复性。如达到要求[参见第二篇 仪器的安装与调试：2.3 仪器调试]，则校准 结束。
注：校准系数修改方法：选择粒度分析软件菜单“测试”?“系数校准”，详细方法 请参阅《微纳激光粒度分析软件用户手册》。校准结束后，请将校准系数记录下来， 以便重新安装软件时使用。
4.6 镜头的保护
考虑到在喷雾过程中容易弄脏透镜，影响测试。Winner318 喷雾仪傅立叶镜装 备了气体保护装置，如图所示，标注 1 为保护气出气口；标注 2 为进气口，与吹风 机相连。
图 4-2
14

Winner318 工业喷雾激光粒度分析仪使用说明书
第五篇 安全常识
5.1 绝对不能用眼睛直视激光，以免影响视力。 5.2 确认仪器与计算机处于断电关闭状态，才可连接通讯线，否则可能损坏通讯口。 5.3 仪器必须可靠接地，并应经常检查接线端是否接触良好。
15

度万物之微 纳四海之阔
第六篇 仪器的包装、运输、储存
6.1 包装
仪器包装应采用木制包装箱，包装箱内仪器四周应衬以泡沫塑料等减震材料。
6.2 运输
仪器包装后可采用公路、铁路、航空、轮船等各种交通运输工具，但应避免雨 雪淋溅和机械碰撞。
6.3 储存
产品存放期超过 3 个月时，应从包装箱取出，平放于仓库中，距离地面 0.8m 以上。存放仪器的仓库条件为：
? 温度 15~30℃； ? 相对湿度小于 75%； ? 室内无过多的灰尘、强烈日光、酸碱和其它会引起腐蚀的气体，且无强烈
的机械振动、冲击和强电磁场。
16