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散碎颗粒（均整度）检测

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发布时间：2025-06-08 08:50:12 更新时间：2025-06-07 08:50:12

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

散碎颗粒（均整度）检测：保障物料质量的关键环节

散碎颗粒的均整度（也称为均匀性或粒度一致性）是评价粉体、颗粒物料（如粮食、饲料、肥料、药品原辅料、化工原料、矿物等）质量的重要物理指标之一。它直接关系到产品的物理性能（如流动性、压缩性、溶解性）、化学反应活性、混合均匀度、包装填充性以及最终产品的使用效果和外观。均整度差的物料可能导致生产过程中的堵塞、混合不均、计量不准、产品性能波动等一系列问题。因此，对散碎颗粒的均整度进行科学、准确、高效的检测，在工业生产、质量控制、研发及贸易等领域具有极其重要的意义。通过专业的检测项目、精密的仪器、标准化的方法和严格的判定标准，可以有效地评估颗粒群的粒度分布特征，为优化工艺、提升产品品质提供可靠的数据支持。

主要检测项目

散碎颗粒均整度检测的核心项目在于对颗粒群体粒度分布的定量分析，具体可细化为：

粒径范围（Size Range）： 物料中颗粒的最小粒径（Dmin）到最大粒径（Dmax）。
特征粒径（Characteristic Diameters）： 如D10（累积分布为10%时对应的粒径，表示小颗粒占主导）、D50（中位粒径，累积分布为50%时对应的粒径，代表平均粒径）、D90（累积分布为90%时对应的粒径，表示大颗粒占主导）等。
粒径分布宽度/均匀性指数（Span/Uniformity Index）： 通常计算为 (D90 - D10) / D50。该值越小，表明粒度分布越集中，均整度越好。
特定粒级含量（Fraction Content）： 如大于或小于某一关键筛孔尺寸（或粒径值）的颗粒所占的质量或体积百分比。
颗粒形状（可选）： 对于某些应用（如流动性、填充性要求高），颗粒的球形度、长径比等形状因素也会影响“均整”的感觉和性能。

常用检测仪器

根据颗粒性质、粒径范围和检测精度要求，可选用不同的仪器：

标准筛分机（Test Sieve Shakers）： 最经典和广泛使用的方法，尤其适用于粒径大于20微米（或38微米）至数毫米的干燥颗粒。通过一系列不同孔径的标准筛网的振动筛分，按粒径大小将颗粒分离并称重，计算各粒级的质量百分比。
激光粒度分析仪（Laser Diffraction Particle Size Analyzers）： 基于颗粒对激光的散射（衍射）原理。适用于从亚微米（0.1微米）到数毫米宽范围的干粉或悬浮液。速度快、自动化程度高、重复性好，可提供详细的粒径分布曲线和各特征值。
动态/静态图像分析仪（Dynamic/Static Image Analyzers）： 通过高速摄像机捕捉流动或静止状态下颗粒的投影图像，利用软件分析每个颗粒的粒径和形状参数（如Feret径、Martin径、球形度等）。特别适合需要同时获得粒径和形状信息的场合，对粗颗粒效果尤佳。
沉降式粒度仪（Sedimentation Particle Size Analyzers）： 基于斯托克斯定律，通过测量颗粒在液体中的沉降速度来确定粒径。适用于微米级颗粒，但对密度有要求，且测试时间较长。
电阻法（库尔特计数器，Coulter Counters）： 基于颗粒通过小孔时引起的电阻变化测量粒径和数量。精度高，主要用于生物、医药等领域对少量样品中颗粒（尤其是有导电性的）进行计数和粒径分析。

核心检测方法

针对上述仪器，主要的方法有：

机械筛分法（标准筛分法）： 将代表性样品置于一系列按孔径大小从上到下递减叠加的标准筛最上层，在筛分机上按设定的程序（时间、振幅、振频）振动。结束后，称量每层筛网上及底盘上物料的重量，计算各粒级的质量百分数，绘制筛上（或筛下）累积分布曲线，得出D10, D50, D90等值。
激光衍射法： 将样品（干粉或分散在液体中）吸入或通过激光束的测量区域。探测器阵列测量不同角度的散射光强度分布，通过米氏散射理论或夫琅禾费衍射理论反演计算出颗粒群的体积（或数量）粒度分布。
图像分析法：
- 静态法： 将颗粒小心分散在载物台或膜上，拍摄图像进行分析。
- 动态法： 让颗粒在重力或气流作用下流经成像区，连续拍摄运动中的颗粒图像。
软件识别图像中的颗粒轮廓，计算每个颗粒的等效粒径（如等面积圆直径）和形状参数，统计整个群体的分布。

相关检测标准

为确保检测结果的准确性、可比性和权威性，需遵循国家、国际或行业标准。以下是常用的部分标准：

国际标准化组织 (ISO)：
- ISO 3310-1: 试验筛 - 技术要求和试验 - 第1部分：金属丝网试验筛
- ISO 9276 (系列)：粒度分析结果的表述
- ISO 13320: 粒度分析 - 激光衍射法
- ISO 13322-1: 粒度分析 - 图像分析法 - 第1部分：静态图像分析法
- ISO 13322-2: 粒度分析 - 图像分析法 - 第2部分：动态图像分析法
中国国家标准 (GB/T)：
- GB/T 6003.1: 试验筛技术要求和检验第1部分：金属丝编织网试验筛
- GB/T 6005: 试验筛金属丝编织网、穿孔板和电成型薄板筛孔的基本尺寸
- GB/T 19077: 粒度分析激光衍射法
- GB/T 21649.1: 粒度分析图像分析法第1部分：静态图像分析法
- GB/T 16418: 颗粒系统术语
- 各行业标准：如粮食、饲料、化工、制药等行业均有针对特定物料的粒度分析标准（如GB 1351 小麦， GB/T 5917.1 饲料粉碎粒度测定等）。
美国材料与试验协会 (ASTM)：
- ASTM E11: 试验用金属丝布筛和筛分标准规范
- ASTM B214: 金属粉末筛分粒度标准试验方法
- ASTM E799: 用于粒度测定的数据判据和筛分统计方法
- ASTM E2490: 激光衍射法测定粒度的标准指南

在进行散碎颗粒均整度检测时，应严格按照选定的标准和仪器操作规程执行，包括样品的代表性采集与制备（缩分、分散）、仪器的校准与验证、环境条件的控制（温度、湿度）、数据的记录与处理（重复性、再现性评估），以确保检测结果的科学性和可靠性。定期的均整度检测是监控生产工艺稳定性、保障最终产品质量不可或缺的环节。