为解决自然沉降法微粉分级方式无法高效分级细粒度微粉的问题,设计了基于水力溢流法的单桶微粉分级系统。以斯托克斯沉降定理为分级原理,通过控制溢流速度在溢流分级区产生一个速度可控的均匀上升流场来实现微粉分级,采用模糊PID控制算法来解决溢流速度控制过程中的非线性和延时性的问题。在完成微粉分级系统设计后进行了立方氮化硼的分级实验,实验结果表明水力溢流法微粉分级可以通过控制溢流速度来限定微粉分级的粒度上限,该方式能实现对两微米以下的微粉进行分级,分级后的微粉粒度分布很集中。