一、儀器介紹
 

　　顆粒強(qiáng)度測定儀是測量顆粒材料抗壓碎強(qiáng)度的專用儀器。它通過機(jī)械加載單元對單個顆粒施加垂直、勻速遞增的壓力，利用高精度傳感器精確捕捉并記錄顆粒破碎瞬間所能承受的最大力值。儀器通常集成數(shù)據(jù)系統(tǒng)，可統(tǒng)計分析多組數(shù)據(jù)的均值與分布。測定結(jié)果直接表征顆粒的機(jī)械強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于制藥、催化劑、化肥、食品及材料科學(xué)等領(lǐng)域，是產(chǎn)品質(zhì)量控制與工藝研發(fā)的關(guān)鍵設(shè)備。
 

　　二、關(guān)鍵性能指標(biāo)
 

　　1.測量范圍
 

　　顆粒強(qiáng)度測定儀的測量范圍通?？梢愿鶕?jù)用戶需要進(jìn)行選擇，常見的測量范圍包括10～100N、10～200N、10～250N、10～300N和10～500N等。部分高級型號還可能提供更大的測量范圍，如0～500N、1000N、1500N和2000N等。這一指標(biāo)決定了儀器能夠測量的最大和最小顆粒強(qiáng)度，用戶應(yīng)根據(jù)具體需求選擇合適的測量范圍。
 

　　2.顯示范圍與分辨率
 

　　顯示范圍通常涵蓋了從負(fù)數(shù)到正數(shù)的較大范圍，以滿足不同顆粒強(qiáng)度的測量需求。常見的顯示范圍包括-1999～9999或-9999～9999，小數(shù)點位置可根據(jù)用戶需要設(shè)置。顯示分辨率反映了儀器顯示的最小單位，通常為1/10000或更高，這決定了測量結(jié)果的精度。測量分辨率則更為精細(xì)，通常為1/60000，進(jìn)一步提高了測量的準(zhǔn)確性。
 

　　3.測定誤差與儀器精度
 

　　測定誤差是衡量儀器測量結(jié)果準(zhǔn)確性的重要指標(biāo)，通常以百分比形式表示。常見的測定誤差為<0.5%FS±0.1N或<0.1%F·S±1N，這表明測量結(jié)果與實際值的偏差在較小的范圍內(nèi)。儀器精度則表示儀器測量結(jié)果的穩(wěn)定性和重復(fù)性，通常為±0.02%F·S。高精度的儀器能夠提供更準(zhǔn)確的測量結(jié)果，提高試驗的可靠性。
 

　　4.顆粒直徑
 

　　顆粒強(qiáng)度測定儀適用于一定直徑范圍內(nèi)的顆粒樣品，通常顆粒直徑在2～25mm之間。對于不同直徑的顆粒，儀器能夠提供相應(yīng)的測量能力，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。對于直徑較大的顆粒，可以通過加工處理使其符合儀器的測量要求。
 

　　5.靈敏度
 

　　靈敏度是儀器對顆粒強(qiáng)度變化的響應(yīng)能力，通常以牛頓為單位表示。常見的靈敏度為0.1牛頓，這表明儀器能夠精確測量到0.1牛頓的顆粒強(qiáng)度變化。高靈敏度的儀器能夠提供更精細(xì)的測量結(jié)果，適用于對顆粒強(qiáng)度要求較高的場合。
 

　　6.測量控制周期
 

　　測量控制周期是儀器完成一次測量所需的時間，通常以秒為單位。常見的測量控制周期為0.2秒，這確保了儀器能夠快速響應(yīng)并測量顆粒強(qiáng)度。較短的測量控制周期能夠提高測量效率，適用于大批量顆粒樣品的測定。
 

　　7.電源電壓
 

　　顆粒強(qiáng)度測定儀的電源電壓通常為220VAC±10%或12VDC，這取決于儀器的具體型號和配置。電源電壓的穩(wěn)定性對儀器的運行和測量準(zhǔn)確性至關(guān)重要，因此用戶應(yīng)確保電源電壓在規(guī)定范圍內(nèi)波動。
 

　　8.環(huán)境溫度與相對濕度
 

　　環(huán)境溫度和相對濕度是影響儀器性能的重要因素。通常，顆粒強(qiáng)度測定儀的環(huán)境溫度范圍為0℃～40℃或0℃～50℃，相對濕度范圍為85%以下。在適宜的環(huán)境溫度和濕度條件下，儀器能夠保持穩(wěn)定的性能，提供準(zhǔn)確的測量結(jié)果。
 

　　9.外形尺寸
 

　　外形尺寸是儀器物理尺寸的描述，通常以長×寬×高的形式表示。常見的外形尺寸包括260mm×180mm×250mm、270mm(L)×190mm(W)×350mm(H)和180mm×250mm×280mm等。儀器的外形尺寸決定了其占用空間和便攜性，用戶應(yīng)根據(jù)實際需求選擇合適的尺寸。
 

　　10.自動功能
 

　　現(xiàn)代顆粒強(qiáng)度測定儀通常具備自動調(diào)零、自動判斷樣品破碎時的壓力值、自動顯示測量值等功能。自動調(diào)零功能能夠確保儀器在每次測量前處于零位狀態(tài)，提高測量準(zhǔn)確性。自動判斷樣品破碎時的壓力值功能能夠?qū)崟r檢測顆粒的破碎情況，并記錄最大強(qiáng)度值。自動顯示測量值功能則能夠?qū)崟r顯示每次測量的結(jié)果，方便用戶查看和分析。
 

　　11.數(shù)據(jù)處理能力
 

　　通常還具備數(shù)據(jù)處理能力，包括異常值的標(biāo)注和剔除、測量次數(shù)和測量數(shù)據(jù)的平均等。這些功能能夠進(jìn)一步提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。部分儀器還具備自動打印樣品測量報告的功能，方便用戶進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)的記錄和保存。
 

　　三、性能指標(biāo)詳解
 

　　1.測量范圍與精度
 

　　測量范圍決定了儀器能夠測量的顆粒強(qiáng)度的范圍，用戶應(yīng)根據(jù)實際需求選擇合適的測量范圍。精度則反映了儀器測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。高精度的儀器能夠提供更準(zhǔn)確的測量結(jié)果，降低測量誤差，提高試驗的可靠性。在選擇時，用戶應(yīng)綜合考慮測量范圍和精度，選擇符合自己需求的儀器。
 

　　2.顯示范圍與分辨率
 

　　顯示范圍決定了儀器能夠顯示的測量值范圍，用戶應(yīng)根據(jù)實際需求選擇合適的顯示范圍。分辨率則反映了儀器顯示的最小單位，決定了測量結(jié)果的精度。高分辨率的儀器能夠提供更精細(xì)的測量結(jié)果，提高測量的準(zhǔn)確性。在選擇顆粒強(qiáng)度測定儀時，用戶應(yīng)注意顯示范圍和分辨率的選擇，確保儀器能夠滿足自己的測量需求。
 

　　3.靈敏度與測量控制周期
 

　　靈敏度是儀器對顆粒強(qiáng)度變化的響應(yīng)能力，決定了儀器能夠測量的最小顆粒強(qiáng)度變化。高靈敏度的儀器能夠提供更精細(xì)的測量結(jié)果，適用于對顆粒強(qiáng)度要求較高的場合。測量控制周期是儀器完成一次測量所需的時間，決定了測量效率。較短的測量控制周期能夠提高測量效率，適用于大批量顆粒樣品的測定。在選擇顆粒強(qiáng)度測定儀時，用戶應(yīng)根據(jù)實際需求選擇適當(dāng)?shù)撵`敏度和測量控制周期。
 

　　4.電源電壓與環(huán)境條件
 

　　電源電壓的穩(wěn)定性對儀器的運行和測量準(zhǔn)確性至關(guān)重要。用戶應(yīng)確保電源電壓在規(guī)定范圍內(nèi)波動，避免因電源電壓不穩(wěn)定導(dǎo)致的測量誤差。同時，用戶還應(yīng)注意環(huán)境條件對儀器性能的影響，包括環(huán)境溫度和相對濕度。在適宜的環(huán)境條件下，儀器能夠保持穩(wěn)定的性能，提供準(zhǔn)確的測量結(jié)果。
 

　　5.自動功能與數(shù)據(jù)處理能力
 

　　現(xiàn)代顆粒強(qiáng)度測定儀通常具備多種自動功能，如自動調(diào)零、自動判斷樣品破碎時的壓力值、自動顯示測量值等。這些功能能夠簡化操作步驟，提高測量效率。同時，部分儀器還具備數(shù)據(jù)處理能力，如異常值的標(biāo)注和剔除、測量次數(shù)和測量數(shù)據(jù)的平均等。這些功能能夠進(jìn)一步提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。在選擇時，用戶應(yīng)關(guān)注儀器的自動功能和數(shù)據(jù)處理能力，選擇具備所需功能的儀器。

 

　　四、測試原理與標(biāo)準(zhǔn)化操作流程
 

　　1. 力學(xué)原理：
 

　　測試本質(zhì)上是單軸壓縮試驗。儀器記錄下完整的力-位移(F-δ)曲線。對于近似球形的顆粒，常用赫茲接觸理論進(jìn)行更精確的應(yīng)力分析。對于藥片，則采用徑向抗張強(qiáng)度公式：σ_t = 2F / (π D T)，其中F為破碎力，D為片劑直徑，T為厚度。
 

　　2. 標(biāo)準(zhǔn)化操作流程：
 

　　樣品預(yù)處理：在恒溫恒濕環(huán)境中平衡樣品。使用標(biāo)準(zhǔn)篩獲得窄粒徑分布的顆粒。
 

　　儀器校準(zhǔn)：使用標(biāo)準(zhǔn)砝碼或經(jīng)認(rèn)證的校準(zhǔn)裝置對力傳感器進(jìn)行多點校準(zhǔn)。使用量塊校準(zhǔn)位移系統(tǒng)。
 

　　參數(shù)設(shè)置：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)(如USP<1217>藥典、ASTM或ISO相關(guān)指南)或研究目的，設(shè)置加載速度、觸發(fā)終止條件(如力下降至峰值的XX%)。
 

　　測試執(zhí)行：將單顆顆粒小心置于壓板中心。啟動測試，儀器自動完成加載、數(shù)據(jù)采集與存儲。
 

　　重復(fù)與統(tǒng)計：隨機(jī)測試至少30個有效樣本，以保證統(tǒng)計顯著性。
 

　　數(shù)據(jù)分析：審查并剔除異常值。進(jìn)行韋伯分布分析，獲取強(qiáng)度的統(tǒng)計特征。
 

　　五、使用與維護(hù)
 

　　1.使用步驟
 

　　(1)接通電源：將電源線連接到適當(dāng)?shù)碾娫床遄?，打開電源開關(guān)，儀器顯示屏將顯示00.0或相應(yīng)的初始值。
 

　　(2)放置樣品：將待測顆粒樣品放置在儀器樣品盤的中心位置，確保樣品與樣品盤緊密接觸。
 

　　(3)調(diào)整加力桿：逆時針旋轉(zhuǎn)手輪，使加力桿上移，然后順時針旋轉(zhuǎn)手輪，將加力桿緩慢下移，直至接近樣品。
 

　　(4)測量與記錄：按下峰值保持鍵，儀器將開始測量并顯示樣品的顆粒強(qiáng)度值。當(dāng)樣品破碎時，儀器將自動鎖定并記錄最大強(qiáng)度值。用戶可根據(jù)需要記錄測量結(jié)果。
 

　　(5)清理與復(fù)位：測量結(jié)束后，清理樣品盤上的殘留物，逆時針旋轉(zhuǎn)手輪使加力桿與樣品盤分離。按下清零鍵或峰值保持鍵，儀器將恢復(fù)到初始狀態(tài)，準(zhǔn)備進(jìn)行下一次測量。
 

　　2.維護(hù)與保養(yǎng)
 

　　(1)定期檢查與校準(zhǔn)：定期進(jìn)行檢查和校準(zhǔn)，確保儀器的測量準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
 

　　(2)清潔保養(yǎng)：使用柔軟的布料或紙巾清潔儀器表面和樣品盤，避免使用腐蝕性或研磨性清潔劑。
 

　　(3)防潮防塵：將顆粒強(qiáng)度測定儀放置在干燥、通風(fēng)的環(huán)境中，避免潮濕和灰塵對儀器造成損害。
 

　　(4)避免過載：在使用過程中，避免對儀器施加過大的力或超出其測量范圍的樣品，以免損壞儀器。
 

　　(5)妥善保管：長時間不使用時，應(yīng)將顆粒強(qiáng)度測定儀存放在干燥、陰涼的環(huán)境中，避免陽光直射和高溫環(huán)境對儀器造成損害。
 

　　六、選型要點
 

　　在選擇顆粒強(qiáng)度測定儀時，需考慮以下因素：
 

　　1.力值量程：根據(jù)待測顆粒的強(qiáng)度范圍選擇，如催化劑可能需要100N量程，而藥片可能需要500N。最好選擇量程比預(yù)計最大力值稍大的儀器。
 

　　2.精度與分辨率：滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)部質(zhì)量控制的要求。
 

　　3.測試速度：可調(diào)節(jié)范圍是否滿足測試需求。
 

　　4.壓盤尺寸與材質(zhì)：確保壓盤足夠大且堅硬，不會在測試中變形。
 

　　5.數(shù)據(jù)輸出與軟件功能：是否需要連接電腦，軟件功能是否滿足數(shù)據(jù)分析和管理需求。
 

　　6.符合標(biāo)準(zhǔn)：儀器是否符合相關(guān)的國際、國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
 

　　7.自動化程度：對于大批量測試，可以考慮帶有自動上樣裝置的型號。