工控文章

摘要

ParticleTrack G400 是梅特勒（lè）托利多 (Mettler‑Toledo) 采用 FBRM® (Focused Beam Reflectance Measurement，聚焦束反射測量) 技術的在線激光粒度分析儀，可直接插入反（fǎn）應（yīng）器或管道，在全濃度條件下實時跟蹤顆粒尺寸（cùn）與數量變化，實現“取樣‑測定‑決策”一體化。本文結合硬件手冊、軟件（jiàn）用戶指南及多份 Quick Reference，總結其（qí） 原（yuán）理特點、安（ān）裝定位（wèi）、軟（ruǎn）件操作、校準驗證、維護保養、常見故障與維（wéi）修 等，形成一份結構清晰、操作性強的使用指南。

一、工作原理（lǐ）與技（jì）術亮點（diǎn）

1. FBRM® 原理

• 激光通過旋轉掃描鏡聚焦於探頭藍寶石窗口外 1 mm 左右處形成圓形（xíng）掃描（miáo）軌跡。當掃（sǎo）描光束遇到顆粒或液滴時會產生背向（xiàng）散射，係（xì）統以“弦長 (Chord Length)” 統計方式實時計（jì）算顆粒尺寸分布和（hé）數量。【turn1file4†L21-L28】【turn1file0†L45-L48】

2. 實時、原位測量優勢

• 無需離線取樣和稀釋，避免樣品形貌改變；溫（wēn）壓範圍可擴展至 ‑80 ~ 90 °C、100 bar。【turn1file4†L31-L37】【turn1file4†L35-L37】

3. 量程與精度

• 測量範圍 0.5 µm‑2 000 µm；14 mm / 19 mm 雙直徑可換探頭，掃（sǎo）描速度分（fèn）別為 2 m s‑¹ / 1.2 m s‑¹。【turn1file1†L66-L72】

4. 靈活（huó）的模塊化設計

• 單、雙通道係統可（kě）同時監測兩個位置；可熱插（chā）拔探頭尖端以適應 5 mL‑5 L 不同體積。【turn1file0†L50-L52】【turn1file4†L59-L66】

二、係統構成與安全要點

安全提示：G400 為 Class 1 激（jī）光產品，僅限室內使用，須可靠接（jiē）地；禁止擅自開啟（qǐ）激（jī）光模塊或改（gǎi）動光路（lù），以（yǐ）免暴露於危險輻射（shè）。【turn1file11†L54-L63】【turn1file13†L19-L26】

三、安裝與探頭定位

1. 硬件連接

• 依次連（lián）接 AC 適（shì）配器、USB 通訊線（xiàn）、(可選) 惰性氣體/空氣（qì）接口，確認前麵板 Power LED 常亮。【turn1file10†L68-L76】【turn1file10†L95-L103】

2. 現場條件

• 若過程溫度低於環境露點，須按 ANSI/ISA S7.0.01‑1996 提供潔淨、幹燥、1 barg 的（de）儀表空氣以防冷凝。【turn1file11†L1-L9】【turn1file11†L17-L23】

3. 探頭姿態

• 將窗口朝向流動方向 30°‑60°，最佳 45°；避免平行或貼壁安（ān）裝，防止死區與結垢。【turn1file12†L62-L70】【turn1file12†L70-L76】

四、軟件操作（zuò）流程（iC FBRM 4.4）

1. 創建實（shí）驗

• 打開軟（ruǎn）件 → “New Experiment” → 命名與存儲路徑 → 設定實驗總時長及采樣間隔 (可分階段（duàn）)。【turn1file5†L4-L6】【turn1file5†L55-L58】

2. 配置與預熱

• 係統通電 30 min 後（hòu）進行探頭配置與“Calibration Validation”；支持兩種 Chord Selection Model (CSM)，Primary vs Macro 以匹配不透（tòu）明/透明體（tǐ）係。

3. 實時監控

• Live Toolbar 顏色指示狀態：綠‑運行、黃‑暫停、紅‑報警、藍‑停止；可隨時添加注釋、修改統計或更改采（cǎi）樣（yàng）間隔。

4. 數據分析

• Trend Viewer、Distribution Viewer、Statistics Viewer 三（sān）視圖聯動（dòng）；支持引用曆史分布、導出 Word/XPS 報告與 CSV 數據。【turn1file5†L62-L70】【turn1file5†L85-L91】

五（wǔ）、校準與調整（zhěng）

【turn1file6†L46-L53】

六（liù）、日常（cháng）維護

1. 探頭窗（chuāng）口清潔：用水、乙醇（chún）或丙酮濕潤 Kimwipe® 擦拭，頑固汙漬可（kě）用 0.3 µm 氧化（huà）鋁（lǚ）拋光劑，清潔後在軟件中驗證（zhèng）計數 < 300。【turn1file6†L55-L61】

2. 空（kōng）氣吹掃係統：保持 0.15 SLPM 連續流量；長期停機清空氣路，防止水汽倒（dǎo）灌。

3. 軸承與掃描組件：建（jiàn）議 2 年更換掃描組件、3 年更（gèng）換激光板；啟用 Preventive Maintenance 計劃（huá）以（yǐ）降低停機風險。【turn1file8†L5-L19】

4. 更換可拆式（shì）探頭 tip：關機‑>鬆開鎖緊螺母（mǔ）‑>拔出舊 tip‑>插入新 tip‑>上緊螺母並在軟（ruǎn）件“Manage Probes”登記序（xù）列號。

七、常見故障與排除

注意：G400 內部無用戶可維修部（bù）件，複雜故障應聯係 MT 授權服務工程師。【turn1file6†L41-L43】

八、擴展（zhǎn）功能

1. 雙係統並聯：同一 PC 最多（duō）連接兩台 G400；先完全（quán）配置首台，再接入第二台並在“Instrument Connections”掃描（miáo）識別。【turn1file10†L26-L33】

2. Purge Controller (PSC)：在‑10 °C 以下（xià）或低露點場合使用，可設（shè）置 1 barg 預吹掃 1 h，再切至 0.15 SLPM 維持（chí），避免結露/結冰。

3. 數據中心與 OPC UA：iC Data Center 支持（chí）集中存儲；OPC UA 接口（kǒu）便（biàn）於與 DCS/SCADA 平台集成，實現顆粒質控閉環。

九、最佳實踐與提示

• 實驗前 30 分鍾預熱，確保掃描鏡恒溫；

• 間隔優化：快速階段用 1‑5 s 采樣，平穩階段用 30‑60 s，減小文件體積；

• 探頭停放：不使用時切斷激光並保持垂（chuí）直幹燥存放；

• 培訓與文檔：定（dìng）期觀看 AutoChem 社區研討會，及時下載最（zuì）新版手（shǒu）冊與固件。

結語

通過正確的安裝、精確的校準、規（guī）範的（de）操作及（jí）及（jí）時的維護，ParticleTrack G400 能夠為結晶、乳化、絮凝、磨（mó）粉等多相過程提供連續、可靠的（de）顆粒（lì）動態數據，幫助科研與工藝工程人（rén）員優化配方、放大工藝並保障產品一（yī）致性。希望（wàng）本指南能為您快速上手並充分發揮 G400 的價值提供全麵參考。