Mastersizer 3000+ Ultra雷射粒徑分析儀

 

Mastersizer 3000+ Ultra 是 Malvern Panalytical 粒徑分析儀系列中的旗艦型號,專為需要最寬量測範圍、最高靈敏度以及先進數據分析功能的實驗室所設計。以下是針對該系統的詳細說明:

1.卓越的量測性能與光學設計

  • 最寬的粒徑範圍:量測範圍涵蓋 10 nm 至 3.5 mm,是系列中唯一能偵測至 10 nm 的型號。
  • 雙光源系統:採用 4 mW 紅光 (He-Ne) 與 10 mW 藍光 (LED) 雙光源。強大的藍光光源顯著提升了對 100 nm 以下微小顆粒的散射靈敏度。
  • 高頻採集與精度:具備 10 kHz 的數據採集速率,典型量測時間少於 10 秒。其量測準確度高達 0.6%,且重複性優於 0.5%。
  • 折疊式光路設計:在僅 69 cm x 30 cm 的精巧空間內實現了極寬的動態範圍。

2.獨家核心技術:Size Sure 模式

Size Sure 是 Mastersizer 3000+ Ultra 的標準配置功能,利用機器學習技術提供更深層的數據洞察:

  • 自適應繞射 (Adaptive Diffraction):這是一項專利申請中的數位技術,能將量測數據區分為「穩態 (Steady State)」與「暫態 (Transient State)」。
  • 排除干擾:系統能識別並隔離因污染物、氣泡或灰塵引起的短暫散射訊號,確保最終的粒徑分佈結果僅反映真實的樣本狀態。
  • 提升決策品質:透過區分樣本與臨時事件,研究人員可以大幅減少排除異常結果所需的時間,從而做出更明智的判斷。

3.智慧化軟體功能 (Mastersizer Xplorer)

Ultra 型號支援所有進階軟體功能,提升了方法開發的自動化程度:

  • SOP Architect (AI 驅動):引導使用者完成標準化的工作流程,包含樣本製備、穩定性檢查、攪拌速度滴定與超音波滴定,協助快速建立最佳的標準作業程序 (SOP)。
  • 數據品質指引 (Data Quality Guidance):即時篩查潛在的品質問題(如遮光度、對齊不良),並根據可能原因提供解決方案建議。
  • 光學特性優化器:協助設定正確的折射率與吸收率參數。

4.樣本分散與自動化支援

Mastersizer 3000+ Ultra 具備極高的硬體靈活性,支援全系列的分散裝置:

  • 自動化分散系統:支援 Aero S (全自動乾粉分散) 以及 Hydro MV/LV (全自動濕法分散),確保樣本遞送的一致性並減少人為偏誤。
  • 影像輔助 (Hydro Insight):可選配動態影像配件,提供即時顆粒影像與形狀參數(如寬度、延伸度),彌補雷射繞射在非球形顆粒分析上的不足。
  • Mastersizer Auto-Lab:可進一步整合機器人系統,實現多達 42 個樣本的無人值守自動量測。

5.合規性與數位服務

  • OmniTrust 合規支援:透過授權許可,Ultra 型號可完全支援 21 CFR Part 11 的監管要求,確保數據完整性與稽核追蹤。
  • Smart Manager (IoT 雲端監控):全系列標配功能。系統會持續進行「健康檢查」,並將異常回報給技術中心,在故障發生前提供預警,並最大化設備運作時間。
  • 自動化維護:儀器在每次量測前會進行自動對齊,且量測槽具備快速釋放機制,無需特殊工具即可輕鬆清潔視窗。

6.測量性能

粒徑測量範圍

10 nm – 3,500 µm (3.5 mm)

測量原理

雷射繞射法 (Laser light scattering)

分析模型

米氏理論 (Mie) 與 夫朗和斐繞射 (Fraunhofer)

資料採集頻率

10 kHz

典型測量時間

少於 10 秒

粒徑分級數量

100 階 (使用者可調)

準確度

0.6% (針對單分散乳膠標準品測量)

重複性

優於 0.5% 變異量

再現性

優於 1% 變異量 (超越 ISO 13320:2020 與 USP 規範)

7.光學系統

紅光光源

最大 4 mW He-Ne 雷射, 波長 632.8 nm

藍光光源

標稱 10 mW LED, 波長 470 nm

透鏡配置

反向傅立葉 (Reverse Fourier/convergent beam) 設計

有效焦距

300 mm

偵測器排列

對數間隔陣列 (Log-spaced array)

角度範圍

0.015 – 144 度

光路對齊

全自動

8.智慧化功能與軟體

Size Sure 測量模式

標準配置 (利用自適應繞射技術區分真實樣本與暫態干擾)

SOP Architect

支援 (AI 驅動的自動化方法開發工具)

Data Quality Guidance

支援 (即時數據品質評估與故障排除建議)

Smart Manager

支援 (IoT 雲端儀器健康監控服務)

21 CFR Part 11 支援

支援 (需透過 OmniTrust 軟體授權)

進階測量管理器

支援 (即時觀察與控制測量條件)

分散裝置相容性

支援全自動 (Aero S, Hydro MV/LV) 與手動分散裝置

9.實體與合規規格

主機尺寸

690 mm x 300 mm x 450 mm (長 x 寬 x 高)

主機重量

30 kg

供應電壓

100/240 V, 50/60 Hz

雷射等級

Class 1 (IEC60825-1)

操作溫度

+5°C 至 +40°C (非冷凝)

儲存溫度

-20°C 至 +50°C (非冷凝)

法規合規

RoHS, WEEE, CE, FCC, VCCI, C-Tick 等

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