粉体测试技术及仪器
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7 粉体测试技术及仪器
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内容
• 7.1 粒径的定义 • 7.2 颗粒的形状 • 7.3 粉体浓度测试方法 • 7.4 粉体粒度测试技术及其应用 • 7.5 比表面积测量
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2
• 在工农业生产和科学研究中的很多固体原料和制 品，都是以粉体的形态存在的，粒度大小及分布 对这些产品的质量和性能起着重要的作用。
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样区中颗粒的计数计测量
被测量的颗粒数不应少于600个，还应 取自数十个不同的样区中
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7.4.2 库尔特计数法（coulter counter method）
悬浮在电解液中的颗粒随电解液通过小孔管时，取代 相同体积的电解液，在恒电流设计的电路中导致小孔管
24
优点： （1） 分辨率高 （2） 测量速度快 （3） 重复性较好 （4） 操作简便
缺点： （1） 动态范围较小 （2） 容易发生堵孔故障 （3） 测量下限不够小
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7.4.3 筛分法
✓筛分过程就是不同大小的同体颗粒混合物，通过筛面， 小于筛孔的颗粒通过筛孔而落下，其余颗粒截留在筛 面上，然后排出的过程。
findi
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2. 几何平均径
lgDg filgdi
两边取对数得
D
f
in
d
i
f
in
d
i
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3. 加权平均径
SdS2Sd2
当＝1，＝0时，有个数长度径； 当＝2，＝1时，有长度面积平均径； 当＝3，＝2时，有面积体积平均径； 当＝4，＝3时，有体积矩平均径。
颗粒大小、颗粒的形状、颗粒结构状况、表面形貌 等
测量下限取决于它的分辨距离---仪器能够清楚地分 辨两个物点之间的最近距离
光学显微镜的分辨距离取决于光学系统的工作参数 及光学的波长。
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工作原理，显微镜观察的是颗粒投影像。它所观 察和测量的只是颗粒的一个平面投影图像。 2 粒径测量 样品量0.1 g左右 充分的代表性，良好的分散性，均匀地无固定取 向地分散在载片上。
颗粒无任何对称 性的形状
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7.2.2 形状系数
颗粒的各种“大小”之间的数字关系取决于颗粒 形状，而颗粒各种大小的无量纲组合称为形状指数， 测得颗粒各种大小和颗粒的体积或面积之间的关系 称为形状系数。
1．颗粒的扁平度和伸长度 扁平度m＝短径／厚度＝b／h 伸长度n＝长径／短径＝l／b
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2 内外两电极间电阻发生瞬时变化，产生电位脉冲。脉冲
信号的大小和次数与颗粒的大小和数目成正比。
库尔特原理分析法是国际上认可的标准参照方法。
可测范围
直径0.4m至1200 m 体积0.0336-904.8×108 m3
高解析度: DPP技术分析每个单独颗粒产生之脉冲信号， 分辨精度0.001 m
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7.2 颗粒的形状
7.2.1 颗粒的形状
名称 定义
名称
针状 颗粒似针状
片状
多角状 枝状
颗粒具有清晰边缘的多边形 粒状 或多角状
颗粒在流体介质中自由发展 不规则 的几何形状，具有典型树枝 状 状结构
纤维状 颗粒具有规则的或不规则的 线状结构
定义
颗粒为扁平形状
颗粒接近等轴， 但形状不规则
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7.1.2 平均粒径
假定颗粒群按粒径大小可分为若干粒级，其中第 i粒级（di-1～di）的粒径为di，颗粒数为ni，占颗粒群 总个数的分数为fin，则平均粒径D的计算方法通常有 以下几种。
1.算术平均径
D nidi fidi ni fi
若
fin10% 0
第i粒级的质量分数
则有
D 1 100
极薄的片状颗粒（云母、石墨等）
S
2.7~3.4
2.5~3.2 2.0~2.8 1.6~1.7
V
/6 0.32~0.41
0.20~0.28 0.12~0.10 0.01~0.03
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3．球形度
一个与待测的颗粒体积相等的球形体的表面积 与该颗粒的表面积之比
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7.3 粉体浓度测试方法
粉体浓度通常是指在流体流动过程中 一定的容积下粉体的质量。
气体含尘量的基本测量就是在悬浮气流中 取得颗粒物试样进行称量。
“等速取样”就是满足在等速条件体下 气流没有扰动而且所有颗粒并且只有这些颗 粒进入取样嘴的准则。
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取样点应选在节流部位的下游6倍直径以上 的地方或上游3倍直径以上的地方。取样点应 选择在沉降室、收尘器以及可能沉集大颗粒的 长水平管道的出口端，否则应测定这些收尘装
I
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7.4 粉体粒度测试技术及其应用
粒径的测定方法与适用范围
测定方法 粒子径(μm) 测定方法
粒子径(μm)
光学显微镜 电子显微镜
筛分法 沉降法
0.5~ 0.001~ 40~ 0.5~200
库尔特计数法 气体透过法 氮气吸附法
1~600 1~100 0.03~1
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7.4.1 显微镜法 1 原理 单个颗粒同时进行观察和测量的方法。
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2．形状系数
V6dV 3 V 3d3
无孔隙颗粒
V
V
d3
dV3
d3
表面积形状系数
S
S d2
dS2
d2wenku.baidu.com
dV2 (dV )2 dS2 dS
体积形状系数
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各种形状的颗粒的S和V值
各种形状的颗粒
球形颗粒 圆形颗粒（水冲砂子、溶凝的烟道灰和 雾化的金属粉末颗粒）
带棱的颗粒（粉碎的石灰石、煤粉等粉 体物料） 薄片颗粒（滑石和石膏等）
• 常用的测试方法有显微镜法、筛分法、沉降法、 比表面积法及激光衍射法等。
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7.1 粒径的定义
7.1.1 颗粒粒径 粒度-颗粒在空间范围所占大小的线性尺度。 粒径-颗粒大小的一因次尺寸。 球是最容易处理的。 对于不规则颗粒，被测定的颗粒大小通常取决于测 定的方法。
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置中收到的粉尘并从测定值中扣除。
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一、等速取样
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二、滤纸光散射法
通过抽滤烟气中飘尘，测量清洁滤纸变脏 或变黑引起的透光度改变，求得粉体浓度。
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三、粉体浓度测量的其他方法
1. 电容探头浓度测量技术
2. 光纤探头浓度测量技术 3. 光透射法浓度测量
lg Io Cl
✓物料的筛分过程分为：分层、分离。 ✓适用20～100m的粒度分布测量
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内容
• 7.1 粒径的定义 • 7.2 颗粒的形状 • 7.3 粉体浓度测试方法 • 7.4 粉体粒度测试技术及其应用 • 7.5 比表面积测量
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• 在工农业生产和科学研究中的很多固体原料和制 品，都是以粉体的形态存在的，粒度大小及分布 对这些产品的质量和性能起着重要的作用。
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样区中颗粒的计数计测量
被测量的颗粒数不应少于600个，还应 取自数十个不同的样区中
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7.4.2 库尔特计数法（coulter counter method）
悬浮在电解液中的颗粒随电解液通过小孔管时，取代 相同体积的电解液，在恒电流设计的电路中导致小孔管
24
优点： （1） 分辨率高 （2） 测量速度快 （3） 重复性较好 （4） 操作简便
缺点： （1） 动态范围较小 （2） 容易发生堵孔故障 （3） 测量下限不够小
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7.4.3 筛分法
✓筛分过程就是不同大小的同体颗粒混合物，通过筛面， 小于筛孔的颗粒通过筛孔而落下，其余颗粒截留在筛 面上，然后排出的过程。
findi
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2. 几何平均径
lgDg filgdi
两边取对数得
D
f
in
d
i
f
in
d
i
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3. 加权平均径
SdS2Sd2
当＝1，＝0时，有个数长度径； 当＝2，＝1时，有长度面积平均径； 当＝3，＝2时，有面积体积平均径； 当＝4，＝3时，有体积矩平均径。
颗粒大小、颗粒的形状、颗粒结构状况、表面形貌 等
测量下限取决于它的分辨距离---仪器能够清楚地分 辨两个物点之间的最近距离
光学显微镜的分辨距离取决于光学系统的工作参数 及光学的波长。
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20
工作原理，显微镜观察的是颗粒投影像。它所观 察和测量的只是颗粒的一个平面投影图像。 2 粒径测量 样品量0.1 g左右 充分的代表性，良好的分散性，均匀地无固定取 向地分散在载片上。
颗粒无任何对称 性的形状
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7.2.2 形状系数
颗粒的各种“大小”之间的数字关系取决于颗粒 形状，而颗粒各种大小的无量纲组合称为形状指数， 测得颗粒各种大小和颗粒的体积或面积之间的关系 称为形状系数。
1．颗粒的扁平度和伸长度 扁平度m＝短径／厚度＝b／h 伸长度n＝长径／短径＝l／b
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2 内外两电极间电阻发生瞬时变化，产生电位脉冲。脉冲
信号的大小和次数与颗粒的大小和数目成正比。
库尔特原理分析法是国际上认可的标准参照方法。
可测范围
直径0.4m至1200 m 体积0.0336-904.8×108 m3
高解析度: DPP技术分析每个单独颗粒产生之脉冲信号， 分辨精度0.001 m
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7.2 颗粒的形状
7.2.1 颗粒的形状
名称 定义
名称
针状 颗粒似针状
片状
多角状 枝状
颗粒具有清晰边缘的多边形 粒状 或多角状
颗粒在流体介质中自由发展 不规则 的几何形状，具有典型树枝 状 状结构
纤维状 颗粒具有规则的或不规则的 线状结构
定义
颗粒为扁平形状
颗粒接近等轴， 但形状不规则
5
7.1.2 平均粒径
假定颗粒群按粒径大小可分为若干粒级，其中第 i粒级（di-1～di）的粒径为di，颗粒数为ni，占颗粒群 总个数的分数为fin，则平均粒径D的计算方法通常有 以下几种。
1.算术平均径
D nidi fidi ni fi
若
fin10% 0
第i粒级的质量分数
则有
D 1 100
极薄的片状颗粒（云母、石墨等）
S
2.7~3.4
2.5~3.2 2.0~2.8 1.6~1.7
V
/6 0.32~0.41
0.20~0.28 0.12~0.10 0.01~0.03
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3．球形度
一个与待测的颗粒体积相等的球形体的表面积 与该颗粒的表面积之比
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7.3 粉体浓度测试方法
粉体浓度通常是指在流体流动过程中 一定的容积下粉体的质量。
气体含尘量的基本测量就是在悬浮气流中 取得颗粒物试样进行称量。
“等速取样”就是满足在等速条件体下 气流没有扰动而且所有颗粒并且只有这些颗 粒进入取样嘴的准则。
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取样点应选在节流部位的下游6倍直径以上 的地方或上游3倍直径以上的地方。取样点应 选择在沉降室、收尘器以及可能沉集大颗粒的 长水平管道的出口端，否则应测定这些收尘装
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7.4 粉体粒度测试技术及其应用
粒径的测定方法与适用范围
测定方法 粒子径(μm) 测定方法
粒子径(μm)
光学显微镜 电子显微镜
筛分法 沉降法
0.5~ 0.001~ 40~ 0.5~200
库尔特计数法 气体透过法 氮气吸附法
1~600 1~100 0.03~1
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7.4.1 显微镜法 1 原理 单个颗粒同时进行观察和测量的方法。
10
2．形状系数
V6dV 3 V 3d3
无孔隙颗粒
V
V
d3
dV3
d3
表面积形状系数
S
S d2
dS2
d2wenku.baidu.com
dV2 (dV )2 dS2 dS
体积形状系数
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各种形状的颗粒的S和V值
各种形状的颗粒
球形颗粒 圆形颗粒（水冲砂子、溶凝的烟道灰和 雾化的金属粉末颗粒）
带棱的颗粒（粉碎的石灰石、煤粉等粉 体物料） 薄片颗粒（滑石和石膏等）
• 常用的测试方法有显微镜法、筛分法、沉降法、 比表面积法及激光衍射法等。
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7.1 粒径的定义
7.1.1 颗粒粒径 粒度-颗粒在空间范围所占大小的线性尺度。 粒径-颗粒大小的一因次尺寸。 球是最容易处理的。 对于不规则颗粒，被测定的颗粒大小通常取决于测 定的方法。
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置中收到的粉尘并从测定值中扣除。
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一、等速取样
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二、滤纸光散射法
通过抽滤烟气中飘尘，测量清洁滤纸变脏 或变黑引起的透光度改变，求得粉体浓度。
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三、粉体浓度测量的其他方法
1. 电容探头浓度测量技术
2. 光纤探头浓度测量技术 3. 光透射法浓度测量
lg Io Cl
✓物料的筛分过程分为：分层、分离。 ✓适用20～100m的粒度分布测量