工控文章

摘要

ParticleTrack G400 是梅特勒托利多 (Mettler‑Toledo) 采用 FBRM® (Focused Beam Reflectance Measurement，聚焦束反射测量) 技术的在线激光粒度分析仪，可直接插入反应器或管道，在全浓度条件下实时跟踪颗粒尺寸与数量变化，实现“取样‑测定‑决策”一体化。本文结合硬件手册、软件用户指南及多份 Quick Reference，总结其 原理特点、安装定位、软件操作、校准验证、维护保养、常见故障与维修 等，形成一份结构清晰、操作性强的使用指南。

一、工作原理与技术亮点

1. FBRM® 原理

• 激光通过旋转扫描镜聚焦于探头蓝宝石窗口外 1 mm 左右处形成圆形扫描轨迹。当扫描光束遇到颗粒或液滴时会产生背向散射，系统以“弦长 (Chord Length)” 统计方式实时计算颗粒尺寸分布和数量。【turn1file4†L21-L28】【turn1file0†L45-L48】

2. 实时、原位测量优势

• 无需离线取样和稀释，避免样品形貌改变；温压范围可扩展至 ‑80 ~ 90 °C、100 bar。【turn1file4†L31-L37】【turn1file4†L35-L37】

3. 量程与精度

• 测量范围 0.5 µm‑2 000 µm；14 mm / 19 mm 双直径可换探头，扫描速度分别为 2 m s‑¹ / 1.2 m s‑¹。【turn1file1†L66-L72】

4. 灵活的模块化设计

• 单、双通道系统可同时监测两个位置；可热插拔探头尖端以适应 5 mL‑5 L 不同体积。【turn1file0†L50-L52】【turn1file4†L59-L66】

二、系统构成与安全要点

安全提示：G400 为 Class 1 激光产品，仅限室内使用，须可靠接地；禁止擅自开启激光模块或改动光路，以免暴露于危险辐射。【turn1file11†L54-L63】【turn1file13†L19-L26】

三、安装与探头定位

1. 硬件连接

• 依次连接 AC 适配器、USB 通讯线、(可选) 惰性气体/空气接口，确认前面板 Power LED 常亮。【turn1file10†L68-L76】【turn1file10†L95-L103】

2. 现场条件

• 若过程温度低于环境露点，须按 ANSI/ISA S7.0.01‑1996 提供洁净、干燥、1 barg 的仪表空气以防冷凝。【turn1file11†L1-L9】【turn1file11†L17-L23】

3. 探头姿态

• 将窗口朝向流动方向 30°‑60°，最佳 45°；避免平行或贴壁安装，防止死区与结垢。【turn1file12†L62-L70】【turn1file12†L70-L76】

四、软件操作流程（iC FBRM 4.4）

1. 创建实验

• 打开软件 → “New Experiment” → 命名与存储路径 → 设定实验总时长及采样间隔 (可分阶段)。【turn1file5†L4-L6】【turn1file5†L55-L58】

2. 配置与预热

• 系统通电 30 min 后进行探头配置与“Calibration Validation”；支持两种 Chord Selection Model (CSM)，Primary vs Macro 以匹配不透明/透明体系。

3. 实时监控

• Live Toolbar 颜色指示状态：绿‑运行、黄‑暂停、红‑报警、蓝‑停止；可随时添加注释、修改统计或更改采样间隔。

4. 数据分析

• Trend Viewer、Distribution Viewer、Statistics Viewer 三视图联动；支持引用历史分布、导出 Word/XPS 报告与 CSV 数据。【turn1file5†L62-L70】【turn1file5†L85-L91】

五、校准与调整

【turn1file6†L46-L53】

六、日常维护

1. 探头窗口清洁：用水、乙醇或丙酮湿润 Kimwipe® 擦拭，顽固污渍可用 0.3 µm 氧化铝抛光剂，清洁后在软件中验证计数 < 300。【turn1file6†L55-L61】

2. 空气吹扫系统：保持 0.15 SLPM 连续流量；长期停机清空气路，防止水汽倒灌。

3. 轴承与扫描组件：建议 2 年更换扫描组件、3 年更换激光板；启用 Preventive Maintenance 计划以降低停机风险。【turn1file8†L5-L19】

4. 更换可拆式探头 tip：关机‑>松开锁紧螺母‑>拔出旧 tip‑>插入新 tip‑>上紧螺母并在软件“Manage Probes”登记序列号。

七、常见故障与排除

注意：G400 内部无用户可维修部件，复杂故障应联系 MT 授权服务工程师。【turn1file6†L41-L43】

八、扩展功能

1. 双系统并联：同一 PC 最多连接两台 G400；先完全配置首台，再接入第二台并在“Instrument Connections”扫描识别。【turn1file10†L26-L33】

2. Purge Controller (PSC)：在‑10 °C 以下或低露点场合使用，可设置 1 barg 预吹扫 1 h，再切至 0.15 SLPM 维持，避免结露/结冰。

3. 数据中心与 OPC UA：iC Data Center 支持集中存储；OPC UA 接口便于与 DCS/SCADA 平台集成，实现颗粒质控闭环。

九、最佳实践与提示

• 实验前 30 分钟预热，确保扫描镜恒温；

• 间隔优化：快速阶段用 1‑5 s 采样，平稳阶段用 30‑60 s，减小文件体积；

• 探头停放：不使用时切断激光并保持垂直干燥存放；

• 培训与文档：定期观看 AutoChem 社区研讨会，及时下载最新版手册与固件。

结语

通过正确的安装、精确的校准、规范的操作及及时的维护，ParticleTrack G400 能够为结晶、乳化、絮凝、磨粉等多相过程提供连续、可靠的颗粒动态数据，帮助科研与工艺工程人员优化配方、放大工艺并保障产品一致性。希望本指南能为您快速上手并充分发挥 G400 的价值提供全面参考。