马尔文激光粒度仪2000
马尔文MS2000激光粒度颗分仪水中泥沙颗粒分析测试
马尔文MS2000激光粒度颗分仪水中泥沙颗粒分析测试摘要：泥沙颗粒分析是对施测河流中的泥沙粒径的变化范围和各种粒径的组成所占沙重百分数的分析与测定工作，研究不同粒径泥沙在水中运动规律，为水文计算、河流综合治理等科学依据。
马尔文MS2000激光粒度颗粒分析仪的操作简单、工作效率高、测验结果稳定可靠；具有传统测验方法所不具备的高精度、高效率。
通过对泥沙颗粒移液管、筛吸结合测试法和马尔文MS2000激光粒度颗粒分析仪对相同样品进行测试对比分析结果，确定适合陕北地区河流泥沙颗粒分析应用马尔文MS2000激光粒度颗粒分析仪的相关参数。
关键词：马尔文MS2000激光粒度颗分仪；遮光度；仪器参数。
1.引言随着科学技术的不断发展，水文测验方式也在不断提档升级。
泥沙颗粒分析作为水文工作的重要组成部分应该顺势而为追赶超越。
延安水文水资源勘测局所属9处水文站承担泥沙颗粒分析任务，其中神木站、赵石窑站、安塞站、杏河站为常年站，绥德站、吴旗站、志丹站、刘家河站、交口河站为间测站。
引进马尔文MS2000激光粒度颗粒分析仪前泥沙颗粒分析工作采用移液管、筛吸结合的分析方法，该方法的操作繁琐、工作效率低、分析人员劳动强度大，人工操作的偶然误差增多，分析完成后数据处理繁琐，时效性差，影响整体分析质量。
难以满足当前河流综合管理、开发和利用对泥沙颗粒级配资料实效性和施测精度的要求，与新形势下水文工作的发展需求相背离。
2.新技术的应用和优势2.1新技术的应用黄河流域黄河水利委员会所属三门峡、吕梁、榆次水文局，陕西省水文水资源勘测局所属宝鸡局先后开始在黄河流域范围内使用马尔文MS2000激光粒度颗粒分析仪开展泥沙颗粒分析工作。
通过这些年来的应用不断总结经验，改进提升，马尔文MS2000激光粒度颗粒分析仪能够满足水文测验要求。
延安水文水资源勘测局管辖流域同属黄河流域中游区域，为顺应水文测验技术的发展需要，提升工作效率，提高测验质量，延安水文水资源勘测局开展马尔文MS2000激光粒度颗粒分析仪进行泥沙颗粒分析与传统测验方式的比对，验证相关参数在实际工作中的可靠性和合理性，为今后开展新技术的应用打下坚实的基础。
马尔文MS2000操作流程
Mastersizer2000操作程序测试原理：激光衍射法又称小角度激光光散射法,应用了完全的米氏散射理论,颗粒在激光束的照射下,其散射光的角度与颗粒的直径成反比关系,而散射光强随角度的增加呈对数规律衰减。
仪器的工作原理如图1所示。
由He-Ne 激光器发射出的一束一定波长的激光,该光束通过滤镜后成为单一的平行光束,照射到颗粒样品后发生散射现象。
散射光的角度与颗粒的直径成反比关系,散射光经傅立叶或反傅立叶透镜后成像在排列有多个检测器的焦平面上,散射光的能量分布与颗粒直径的分布直接相关,通过接受和测量散射光的能量分布就可以得出颗粒的粒度分布特征。
简要操作顺序：开机→预热→湿法进样器中的水（或其他分散介质）循环→打开Mastersizer2000操作软件→新建文件→测量→清洗仪器→关机→关电源具体操作步骤如下：一．开机顺序：先开仪器主机（开关在主机右侧面）和湿法进样器（开关在进样器背部），再开电脑。
关机顺序：先关电脑，再关湿法进样器和主机。
* 仪器开启预热半小时后进入测量程序。
二．湿法测量程序：a)首先让水（或其他分散介质）循环起来（注意：此刻切勿加入被测试样品）。
b)在电脑桌面上双击“Mastersizer2000”操作软件，进入操作软件。
c)打开已有的文件或新建文件（在电脑D盘上），确保记录存放在你所需要的文件名下（数据会自动保存）。
d)单击“测量”菜单中的“手动”按钮，进入测量窗口，软件会自动进行电子背景测量、光学背景测量和对光。
e)如果背景状态正常（电脑上有是否正常的提示），可准备进行测量（激光强度>79%,光能<200时，才可以测量）。
f)首先进入“选项”菜单，选择样品和分散介质【如果是常用物质，电脑中会存有他们的折射率和吸光度等光学参数，只需选择即可；如果电脑中没有的物质，需要点击“物质”，然后把自己查找的折射率和吸光度，手动输入电脑】。
并设置测试次数，以及其他选项；再进入“文档”菜单，输入样品名称。
英国马尔文Mastersize2000激光粒径分析仪
编号设备名称
1-1英国马尔文Mastersize2000激光粒径分析仪
1-2丹东百特Bettersize2000激光粒径分析仪
1-3日本理学Ultima Ⅳ X射线衍射仪
1-4德国布鲁克S8 TIGER波长色散型X射线荧光光谱仪
1-5 综合检验室
2-1 国产DXR显气孔率、体积密度测定仪
2-2 美国康塔NOV A3000e比表面积及孔隙度测定仪
2-3 丹东百特BT-1600图像颗粒分析系统
2-4 丹东百特BT-1000粉体综合测试仪
2-5 白度测定仪
2-6 粉体综合特性分析设备
3-1 珀金埃尔默Optima 7300DV电感耦合等离子体发射光谱仪
3-2 德国耶拿ZEEnit 700P火焰石墨炉原子吸收光谱仪
3-3 北京吉天AFS-930D原子荧光光度计
3-4 美国热电IS10傅立叶变换红外光谱仪
3-5 法国塞塔拉姆S60同步热分析仪
3-6 美国奥林巴斯BX51偏光显微镜
4-1 德国布鲁克G4 Icarus HF红外碳硫分析仪
4-2 美特斯SHT4106微机控制电液伺服万能试验机
4-3 国产CHY材料荷重软化温度测定仪
4-4 国产DRH-300导热系数测试仪（双护热平板法）
4-5 国产DRS-Ⅲ导热系数测试仪（水流量平板法）
中心内景
中心外景。
马尔文粒度仪MS2000使用心得
马尔文粒度仪MS2000使用心得（湿法进样）今年4月下旬，我们安装了马尔文激光粒度仪，并进行了现场培训。
经过几个月的粒度测定实际操作，现将感悟出来的一些心得总结如下：1、取样当然了，样品必须具有代表性、取样要按四分法或其他适宜方法缩分取样，这些化验员都知道，就不细说，注意细节就行；之所以再次提出取样问题只是强调取样是个重要而又容易被忽略的问题。
2、样品制备由于我们采用的是湿法进样，样品的制备就存在一个分散问题，样品应制备成具有相对分散稳定性的样品。
记得安装培训的时候，我们请安装工程师给我们做了一个样品，由于没有现成的方法、时间有限，工程师给我们简单的做了个演示，结果，样品分散情况不大好，容易产生凝聚、沉淀（遮光度在下降），样品也容易吸附在样品窗、硅胶管、烧杯、搅拌桨等附件上，激光强度下降很快。
后来，我们做了分散剂浓度及样品浓度筛选实验，选择样品分散稳定的分散剂浓度及样品浓度后，样品不容易凝聚、沉淀了，激光强度下降慢了。
3、背景确定好的背景是获得正确、准确结果的基础。
影响背景测量的主要因素有：分散介质、气泡、灰尘、温度差、搅拌速度、超声、分散剂量、样品窗等。
分散介质（包括分散剂）的选择：依据产品性能参照相关手册选择。
比如说选择水吧，也不是越纯越好，越纯净的越容易脏嘛，也更容易溶进更多的气体，搅拌时容易产生气泡。
新鲜蒸馏水就好。
气泡：气泡源于分散介质，如果分散介质能脱一下气，效果会比较好，常用的脱气方法有减压抽滤、超声脱气、加热沸腾驱赶。
湿法进样器配有超声处理器，方便，但是超声脱气效果最差，超声产生的气泡容易附着在搅拌桨、烧杯壁、进样管道及样品池窗上；建议用新蒸馏放冷到室温的蒸馏水。
灰尘：灰尘无处不在，尽量避免在仪器室称量样品，以免产生更多粉尘、尽可能保持仪器室洁净，湿拖地、擦桌椅等；条件允许的话换鞋、用洁净室。
温度差：仪器预热15～30分钟，分散介质、分散剂提前放进仪器室温度平衡，建议装个空调（空调要用起来喔）。
用马尔文MS2000激光粒度分析仪测定颜填料粉体粒度
□ 赵蓉旭，滕令坡，敖国龙中远关西涂料化工天津有限公司，天津 Particle Size Detection of Pigments and Fillersby Laser Particle Size Analyzer Malvern MS2000ZHAO Rong-xu, TENG Ling-po, AO Guo-long(COSCO Kansai Paint & Chemicals Co., Ltd., Tianjin 300457, China)Abstract: This paper focused on the particle size detection of pigments and fillers including calcium carbonate, mica powder and talcum powder by laser particle size analyzer Malvern MS2000. Different test conditions, such as the pump speed, ultrasonic intensity and ultrasonic time, were tested to find the optical condition. The results indicated ultrasonic intensity at 10, stabilizing 30 seconds after ultrasonic 1 minute, rotation speed at 2 500 r/min, shading degree at 5%～20%, and water as dispersant medium, under these conditions, the optical test results could be achieved.Key words: laser particle size analyzer, pigment and fillers, particle size distribution前 言0 具有一定的遮盖力，同时也会对涂膜的很多性能产 生影响。
马尔文2000操作流程-简版
马尔文2000操作流程-简版
Mastersize 2000激光粒度仪操作规程
一、此大型高精度仪器，任何未经技术负责人培训和考核的人员不得操作该设备
二、授权使用者在使用时，如出现故障或损坏，应及时向有关人员汇报
三、严禁擅自拆卸该仪器，严禁卸载修改相关软件
四、使用后必须登记
五、主要操作步骤：
1、开始操作时
1)打开粒度仪主机电源开关
2)打开粒度仪分散器电源开关
3)开启计算机，激活Mastersize 2000软件包
2、清洗样品池
1)按下分散器黄色灯光按钮
2)轻轻抬起搅拌架到指定高度
3)拿出烧杯清洗
3.样品测试时
（1）烧杯中倒入3/4高度的蒸馏水或纯净水
（2）根据被测样品性质设定分散器的转速1500-2000
（3）用滴管向烧杯中滴入2至数滴样品，注意：没滴入一滴停留10秒左右观看仪器显示的样品浓度，至8-10%为止
（4）激光强度达到75%以上方可进行粒度测试
4.样品测试结束后
1)重复步骤2的操作，将烧杯中的废液倒掉，重新盛入自来水（3/4烧杯高度），
将烧杯放回原位，压下分散器进行清洗重复以上操作，清洗3遍以后，烧杯中盛入干净的自来水（3/4烧杯高度），将烧杯放回原位，将分散头浸没在水中
2)关闭软件
3)关闭分散器电源
4)关闭粒度仪主机电源
5)关闭计算机电源
6)将仪器罩好。
MS2000激光粒度分析仪技术文件-cdgb
马尔文Mastersizer 2000型激光粒度分析仪价格：42万元（人民币含税）一、企业简介马尔文仪器有限公司是激光粒度分析仪的发明人，世界最著名的激光粒度仪专业生产厂家，其产品分布于石油、化工、陶瓷、粉体、涂料、制药、水泥、军工等各个领域，在世界激光粒度仪领域拥有很高的市场占有率，许多领域指定要用该仪器进行质量检测和控制。
目前在中国的用户已超过1600名。
英国马尔文仪器有限公司成立于1963年，公司前身是英国国防工业实验室。
1970年制造出世界第一台商用激光粒度分析仪，随后生产出世界上第一台激光PCS纳米粒度及Zeta电位分析仪，第一台超声粒度分析仪，成为举世公认的激光粒度分析技术的先锋及行业标准。
马尔文公司十分注重技术开发，技术创新，并不断进取，它的主要技术贡献包括：∙1977 年英国女王技术贡献奖∙1977 年MacRobert 杰出技术创新奖∙1988 年英国女王技术贡献奖及出口奖∙2003 年NanoZetasizer 获得工业设计金奖∙2006 年英国女王企业国际贸易奖∙2008 年Morphologi G3获分析行业设计金奖∙2008 年Kinexus获材料分析与表征仪器创新大奖目前，马尔文公司在全球有多个分公司，用户遍及世界86个国家和地区，销售量占世界第一，中国第一，并已获得ISO9001标准认证、欧洲EMC标准认证、GMP标准认证。
马尔文仪器（中国）共有4个办事处，总部位于上海漕河泾开发区田州路99号。
其他办事处包括北京、广州和成都。
位于上海的马尔文亚太区技术中心内建有200多平方米的颗粒表征及高分子表征等专业分析实验室，完善的实验室设备可以提供客户售前测样，及其售后培训的配套服务与优良的技术支持。
二、Mastersizer 2000型激光粒度分析仪主要技术特点：1、动态测定范围宽，测量范围达到：0.02-2000微米2、全量程采用激光衍射法，量程程采用单一透镜实现0.02-2000微米的测量。
英国马尔文激光粒度仪
英国马尔文激光粒度仪仪器简介：Mastersizer 2000 粒度仪是马尔文仪器公司的最新激光衍射系统，技术先进，操作既简单又直观。
采用模块化设计，配备一系列测量干湿样品的自动样品分散装置。
采用内置的 SOP 系统进行控制，提供简便的开发和传输方法Mastersizer 系列激光粒度仪经过不断的发展，能够满足工业和学术界用户粒度测量的需要。
Mastersizer 创造性地使用激光衍射技术，已成为世界上实验室粒度分析的首选产品。
它可以精确、无损伤地测量从亚微米到几毫米的范围广泛的颗粒粒度，湿法和干法分散均可使用。
主要特点：1，准确性和重复性精度：根据马尔文质量审核标准， Dv50具有± 1% 的精度。
仪器到仪器的重复性：根据马尔文质量审核标准， Dv50的重复性优于 1% RSD。
2，重复性保证由软件驱动的 SOP 消除了用户间的差异，并且可以全面共享。
所有测量参数自动嵌入结果文件，并可以通过电子邮件使收件人审阅。
测量可以通过遵循同样的 SOP而重复出来。
3，广泛的测量范围测量物质从0.02µm 到2000µm。
4，广泛的样品类型适用于乳化液、悬浮液和干粉的测量。
5，简单易用全自动，使用简单。
消除了不同用户间的的可变性。
减少对新用户的培训要求，并充分发挥熟练人员的潜力。
6，灵活性多种样品分散装置。
通过自动配置，快速地切换样品分散装置。
"即插即用"盒式系统允许同时连接两个样品分散装置。
7，规范符合性完整的 QSpec 验证文档，并符合 21 CFR 第 11 部分的规定要求。
8，界面友好的软件由软件驱动的标准操作规程 (SOP) 消除了用户间的差异。
SOP 创建向导帮助用户创建最佳的测量方法。
只需单击按钮便可获取执行测量的各个方面的在线帮助和建议。
屏幕说明引导用户完成测量过程。
SOP 可用于例行样品分析。
自定义报告设计程序允许每个用户根据需要配置屏幕布置和打印输出。
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影响粒度测量结果的因素分析
•干法
1.颗粒可以很容易的分散而不被打碎
•2.如果想看到团聚状态下的颗粒，如造粒后的粒径
•3.样品可以悬浮在空气流中
影响干法测量因素
1.料斗间隙
2.振动速度
3.分散气压
4.合适的遮光度（避免多重衍射）
小颗粒0.5-3
其他0.5-6
影响粒度测量结果的因素分析
光学参数建立 分散介质的折射率（Dispersant RI) 待测颗粒的折射率(Particle RI) 待测颗粒的吸收率(Particle Abs)
选分散介质中必须稳定，测试过程中不会溶解或者凝聚
影响粒度测量结果的因素分析
首先考虑是否有适当的介质分散样品 1.溶解性：样品在该溶剂中是否可溶，不溶还是微溶 2.反应：样品与介质是否会发生反应？介质是否会腐蚀仪 器？ 3.悬浮性：样品是否可以比较好的悬浮在介质中 4.分散剂的性质 粘度/纯度/折光率/透明度
小颗粒衍射角大
入射光
大颗粒衍射角小
三、激光衍射法
三、激光衍射法
大颗粒的衍射光强对角度有比较强的依赖性，但随着粒 径的减小，其衍射光对角度的依赖性明显降低，而几百 纳米以下的颗粒的衍射光几乎分布在所有的角度！
三、激光衍射法
三、激光衍射法
• 激光衍射法测得的是颗粒在一定范围内的 衍射光的强度，怎么得到颗粒粒径的具体 分布呢？
一、粒度的基本概念
如果给您一把尺子和一个如上图的长方体,让 您描述以上样品的粒度？ 对于这样的颗粒很难用一个值来表征它的尺寸
一、粒度的基本概念
• 通常我们所得到的粒径常常会引起困惑， 这往往是因为颗粒形状的多样性以及使用 不同的测试方法
1.Feret 直径 - 平行切面之间的距离. 2. Martin 直径 - 等分线直径最长直径 3. 最短直径 4. 等效周长直径 - 同等周长的圆圈直径 5. 等效投影面积直径 - 与投影面积相同的圆直径 6. 等效表面积直径 7. 等效体积直径
无需颗粒数量 1 8 27 面积平均粒径D[3，2]= 2.57 1 4 9 无需颗粒数量
一、粒度的基本概念
• 粒子D1=5um，D2=50um等比例混合，
一、粒度的基本概念
一、粒度的基本概念
一、粒度的基本概念
• 所以使用不同的测量技术和不同的特征参 数得到的粒径结果是不同的
• 假设有三个球形颗粒的粒径分别是1、2和3， 那么用不同方法测得的粒径分别是多少？
一、粒度的基本概念
• 电镜法 用直尺测得三个球型直径1、2、3，然后加 在一起，除以3，计算得到平均粒径。
1 2 3 2 数量-长度平均D[1，0]= 3
一、粒度的基本概念
• 图像分析软件 每个粒子的面积加起来，除以粒子的个数 数量-面积平均D[2，0]=
三、激光衍射法
三、激光衍射法
三、激光衍射法
三、激光衍射法
三、激光衍射法
三、激光衍射法
影响粒度测量结果的因素分析 1.取样 2.样品的分散 3.光学参数的影响
影响粒度测量结果的因素分析
• 对分散而言，它的理想状态是
1.所有颗粒以单个状态存在于分散介质中，即没有团聚
2.在测试过程中样品的分散状态不应发生变化样品在所
三、激光衍射法
光强
衍射模型
数学反演 处理
结果
三、激光衍射法
• FRAUNHOFER 近似理论
假设所有颗粒都是盘状的
假设体系都是两相的体系 折射率的差异比较大 颗粒都是不透明的 入射光的波长远远小于颗粒大小 散射光的角度很小
三、激光衍射法
MIE 氏理论
假设颗粒是圆的
假设是两相体系
MASTERSIZER 激光衍射法粒度分析仪
主要内容
粒度的基本概念
几种常见粒度测量方法
激光衍射-基本原理
激光衍射测量方法
一.粒度的基本概念 •颗粒：在一个分散体系中独立的三维 个体通常认为是一个颗粒
一.粒度的基本概念
• 颗粒包括分散在空气或者乳液中的液滴， 分散空气或者液体介质中的固体，以及在 液体介质中的气泡（聚体态的颗粒通常被 认为是一个单个颗粒，除非它们分散开）。
显微镜法
优点
“眼见为实”－－更易于使人相信结果 可直接观察粒子形状 可直接观察粒子是否团聚 分辨率高
• 缺点
代表性差，测量的样品数量有限 重复性差，人为主观因素影响大 会忽略少量存在的大颗粒或团聚颗粒 仅测量两维的尺寸 速度慢 测量的结果是一个数量的分布结果
三、激光衍射法
三、激光衍射法
• 原理： 入射光
1 4 9 2.16 3
一、粒度的基本概念
• 电阻法/光阻法 每个颗粒的体积和与除以粒子个数 数量-面积平均D[3，0]=
3
1 8 27 2.29 3
一、粒度的基本概念
• 激光衍射法 体积成比例的分布得到
1 16 81 体积平均粒径D[4，3]= 1 8 27 2.72
对所有波长和所有大小的颗粒都正确
预计了粒度与散射光强之间的依赖关系
预计了小颗粒所产生的二级散射被检测到
三、激光衍射法
• MIE 氏理论
• 对于小于50µm的样品 Mie氏理论给出更好的解决方案
• 是Mie氏理论计算模型中需要提供三个参数：
1.颗粒的折射率（RI）
2.颗粒的吸收率（Abs）
3.分散介质的折射率（Dispersant RI)
二、常见的几种检测粒度的方法 1.筛分法 2.显微镜法
3.激光衍射法
筛分法
筛分法
筛分法
筛分法
筛分法
• 优点
统计量大, 代表性强 便宜,易于使用 重量分布 可用于材料的分级
• 缺点
一般下限38微米(干粉)，不同筛分仪器下限可到5微米 人为因素影响大 重复性差 非规则形状粒子误差大，测量的是第二维的最小尺寸 速度慢，测量时间长
影响粒度测量结果的因素分析
影响粒度测量结果的因素分析
要得到一个好的测试结果，应该： 1.根据样品找到最佳分散条件 2.选择正确的光学参数 3.取样有足够的代表性
谢谢
一、粒度的基本概念
• 等效圆球概念
圆柱体与球有着相同体积，而球体只用一 个直径就可以表达一个颗粒尺寸等效圆的直径来 表征粒度－因为对于圆球或者圆来说它们 的直径可以用一个明确的数值来表征，从 而大大方便了结果的表征
一、粒度的基本概念
一、粒度的基本概念
影响粒度测量结果的因素分析
湿法 1.材料有一定的危险性，如有毒，易暴等等 2.样品颗粒很大—特别是密度很大 3.样品非常粘 4.样品非常细(比如小于1微米)—当颗粒越小，团聚力越 大，颗粒总是倾向于团聚在一起 5.样品颗粒易碎
影响湿法测量因素
1.分散介质
2.添加剂/分散剂
3.分散作用力，如超声/搅拌 4.合适的遮光度（避免多重衍射） 小颗粒5-10% 大颗粒5-12% 分布较宽15-20%