ICS 19.120 CCS A 28
GE
中华人民共和国国家标准
GB/T41949—2022
颗粒 激光粒度分析仪 技术要求
ParticleLaserparticlesizeanalyserTechnicalrequirements
2022-12-30发布
2023-07-01实施
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T41949—2022
目 次
前言引言 1范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 原理和结构
Ⅱ
7
4.1 原理 4.2 结构 5技术要求 5.1 功能要求 5.2 性能要求 5.3 外观 5.4 通电检查 5.5 环境适应性 5.6 安全性 6标志、包装、运输和贮存 6.1 标志 6.2 包装 6.3 运输 6.4 贮存参考文献
2 GB/T 41949—2022
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国颗粒表征与分检及筛网标准化技术委员会(SAC/TC168)提出并归口。 本文件起草单位：中国计量科学研究院、珠海真理光学仪器有限公司、合肥鸿蒙标准技术研究院有
限公司、丹东百特仪器有限公司、中国计量大学、济南微纳颗粒仪器股份有限公司、成都精新粉体测试设备有限公司、中国科学院过程工程研究所、堀场（中国）贸易有限公司、上海思百吉仪器系统有限公司（马尔文帕纳科）、大昌洋行（上海）有限公司（MicrotracMRB)、青岛市计量技术研究院、上海理工大学、珠海欧美克仪器有限公司、河南省计量科学研究院、北京化工大学、华南师范大学、南京理工大学、青岛崂应环境科技有限公司、浙江多普勒环保科技有限公司、中国原子能科学研究院、北京市科学技术研究院分析测试研究所（北京市理化分析测试中心）、中国颗粒学会。
本文件主要起草人：张文阁、周素红、张福根、李力、董青云、于明州、任飞、周已欣、李兆军、沈婧、 杨凯、严秀英、刘巍、蔡小舒、沈建琪、吴汉平、路兴杰、李增和、韩鹏、杨毅、窦晓亮、刘俊杰、陈仲辉、周兰、 余学春、陈金场、魏严淞、高原。
H GB/T 41949—2022
引言
激光粒度分析仪是用于测量颗粒大小及其分布的仪器。测量对象可以是各类连续相介质中的分散相，包括液相介质中的固体颗粒、气泡和液滴（如，水中的油或者油中的水）、气相介质中的固体颗粒和液滴等。通常，用这类仪器测量颗粒样品时，需要将样品进行分散处理。当分散介质是液体，称为“湿法测量”，相应的分散装置称为“湿法进样器”；当分散介质是气体，则称为“干法测量”，相应的分散装置称为 “干法进样器”（测量气相介质中的固体颗粒和液滴无需配备进样器）。与其他粒度测量仪器相比，激光粒度分析仪具有粒度测量范围宽、测量速度快、测量重复性好和操作方便等优点。
目前与激光粒度分析仪相关的现行标准主要有ISO13320：2020和GB/T19077一2016。上述标准侧重于描述激光粒度分析仪的测量原理、规范操作要求和注意事项等，如样品制备、测量浓度的合理控制和测试报告等，而对于激光粒度分析仪的具体技术性能的要求涉及不多。
激光粒度分析仪在制造和使用中，制造单位和用户最关心的就是其性能指标。本文件对仪器的重复性、准确性、分辨力和D5检测下限等提出具体要求，以规范仪器厂家的生产与宣传行为，便于不同实验室之间对粒度结果进行比较，利于用户选择适合自已需要的激光粒度分析仪，
Ⅱ GB/T41949—2022
颗粒 激光粒度分析仪 技术要求
1范围
本文件描述了激光粒度分析仪的原理和结构，规定了激光粒度分析仪的技术要求，标志、包装、运输和贮存。
本文件适用于基于散射光空间分布原理的实验室用激光粒度分析仪。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T191包装储运图示标志 GB/T13384机电产品包装通用技术条件 GB/T16418—2008颗粒系统术语
3术语和定义
GB/T16418一2008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
激光粒度分析仪 laserparticlesizeanalyser 以激光为主要光源，基于散射光空间分布原理测量粒度分布的仪器。
3.2
有证标准物质 certified reference material 附有由权威机构发布的文件，提供使用有效程序获得的具有不确定度和可溯源性的一个或多个特
性值的标准物质。 3.3
累积粒径 cumulative diameter D. 从小到大累积粒度分布的第n百分位数所对应的几何平均粒径。 注：一般情况下n为整数；常见的有Ds、D1o、Dso、Dgo、Dgs等，视具体行业和应用选用。
3.4
中位粒径 mediandiameter 从小到大累积粒度分布的第50百分位数所对应的几何平均粒径。 注：中位粒径写作Dso或X5o。 ［来源：GB/T16418—2008，2.2.1.9，有修改
3.5
Dso检测下限 lower detection limit of Dso;LDL 仪器能准确测量的最小Dso值。
1 GB/T41949—2022
3.6
遮光度 obscuration 人射到仪器测量区的照明光被待测颗粒散射及吸收的光功率总和占人射光功率的百分比。 注：设照明光的功率为P。，该照明光穿过测量区并保持了原来传播方向的剩余光的功率为P，那么避光度（B)按公
式(1)计算：
B= P.-P
×100%
..(1)
P。
式中： B P。! 照明光的功率； P 剩余光的功率。
遮光度；
3.7
拟合残差 fitting residual 拟合光能分布与实测光能分布之间的归一化差异。 注：设仪器一共有m个探测单元，各单元测得的散射光能分别为e1，e2，，e，归一化处理后e1十e2十十e.=1；
仪器的软件根据此光能分布以及内置的散射矩阵反演计算出被测样品的粒度分布后，再由该粒度分布和散射矩阵计算出理论的光能分布ei，e2，"，e，归一化处理后ei十e2十十e=1;那么拟合残差（R)按公式(2) 计算：
........... ...(2)
Rm
式中： R —拟合残差； e— -归一化处理的第i个探测单元测得的散射光能； e; -归一化处理的第i个探测单元的理论光能分布；
探测单元个数。
m
4原理和结构
4.1原理
激光粒度分析仪（以下简称“仪器”）是利用颗粒对光的散射现象一一不同大小颗粒散射光的空间分布特征不同，来测量颗粒粒度及其分布。测量时，待测的颗粒样品以适宜的浓度分散在适当的介质（液体或气体)中，单色光束（通常是激光）照射到颗粒后发生散射，由多元的光电探测器组成的探测器阵列对这些散射光进行测量，并将产生的光电信号输送给仪器的放大和模数转换电路，转变成数字化的散射光分布数据，并将数据传送给计算机。计算机事先利用Mie散射理论或Fraunhofer衍射近似理论建立散射矩阵（矩阵的每一列代表一种粒径颗粒的散射光分布）。收到被测样品的散射光分布数据后，计算机通过适当的反演算法及散射矩阵对散射光分布求解，得出被测样品的粒度分布。
另外，激光粒度分析仪反演计算得到的原始分布是体积分布，由于在体积保持不变的情况下，颗粒个数（数量）随粒径的减小呈3次方关系增加，当转换成数量分布时，体积的微小误差将导致小颗粒方向颗粒数的巨大误差。
注：对于粒径为体积平均粒径1/10的这部分颗粒，如果测量造成的这些颗粒体积误差相对于总体积是0.1%，转换
成数量的话，这些颗粒的误差相对于总数量大约是100%。
4.2结构
仪器主要由光源系统（含激光器和/或其他光源以及配套的光学系统）、测量池和样品分散系统、散射光探测系统、信号采集与系统控制电路、计算机及相关软件组成，其结构示意图见图1。 2 GB/T41949—2022
测量池和样品分散系统
散射光探测系统
计算机及相关软件
信号采集与系统控制电路
光源系统
图1 激光粒度分析仪结构示意图
5技术要求
5.1功能要求 5.1.1操作界面
软件操作界面所用的语言宜为中文，同时应具有测试参数设置、仪器状态监控、测试信息与测试过程显示。输出的测试报告应包括粒度分布表格、粒度分布曲线、遮光度、拟合残差以及其他测量参考数据。 5.1.2粒度测量
应能测量在其说明书标称的粒度范围内任何区段颗粒样品的粒度分布数据，并能计算出累积粒径中常用的特征粒径值，如：D10、Dso、Dgo和体积平均粒径等。
测量过程会受随机噪声影响，其影响随着测量信号增强而减弱，在粒度累计分布两端的测量值受到的影响相对更大。因此，宜在累积粒径Ds～D95之间选择特征粒径，不应使用D10o或D。的量值。 5.2性能要求 5.2.1仪器重复性
使用仪器分别测量粒径在3个范围——Dso≤1μm、1μm100μm的宽分
布样品(1.5≤D% Dgo
≤3)，每个样品重复测量8次，Ds。的相对标准偏差应不大于2%，D1和D%相对标准
偏差应不大于3%。当用户有特殊要求时，由供需双方协商。 5.2.2仪器准确性
对有证标准物质的D5重复测量3次，仪器测量平均值与粒度标准物质的标准值间的相对误差应符合表1中的技术指标。
表1仪器测量相对误差的技术指标
仪器测量范围 Dso≤1 μm
技术指标 ±8% ±5% ±5%
1 μm Dso>100 μm
注：有证标准物质为单峰分布。
3 GB/T41949—2022
5.2.3仪器分辨力
把仪器调至正常样品测试状态。使用粒径范围为1μm～100μm，相邻两个峰的粒径比值不大于2 的多峰分布粒度标准物质时，仪器应能明显测出多峰分布；或者，选择粒径范围为1μm～100μm且 Dsc比值不大于2的两种颗粒标准物质混合后进行测量，应能从仪器测量出的粒度分布曲线图中观察到两个明显的峰形。 5.2.4Dso检测下限
仪器应能测量其标称的D5o下限以上的任意单分散颗粒标准物质的粒径，且测量的准确性满足 5.2.2的要求。 5.3外观 5.3.1仪器铭牌
应包括仪器名称、型号、制造厂名称、电压功率、生产日期、编号、防护等级等。 5.3.2测试区域
测量池和样品分散系统应干净整洁，满足测试要求。 5.3.3仪器表面
仪器的表面无掉漆、无疤痕、无锈蚀、无瑕疵、标识清晰。插座水嘴等连接处应紧固良好。 5.4·通电检查
根据仪器供电要求通电后，软件控制仪器各部件应工作正常，仪器上的各旋钮、按键功能应正常。 5.5环境适应性
在环境温度10℃～35℃、相对湿度20%～80%无冷凝时，设备应能正常工作，无任何电气故障、 结构变形或接触不良等异常现象。 5.6安全性 5.6.1电源端子与仪器外壳之间的绝缘电阻应不小于20Mα。 5.6.2 仪器应有激光安全标识。
6标志、包装、运输和贮存
6.1标志 6.1.1 仪器标志应包含：
a） 制造厂名称； b) 仪器型号； c) 仪器名称； d）商标； e) 制造日期出厂编号。
6.1.21 包装标志应包含：
4