WERKSTOFFANALYTIK Partikelanalyse - Optik schlägt Mechanik

Die Kenntnis der Partikelgröße ist im Rahmen von Produktions- und Qualitätskontrolle häufig von entscheidender Bedeutung. Der Einsatz moderner Analyseverfahren setzt dabei neue Maßstäbe.

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Xylem Analytics Germany Sales GmbH & Co. KG

PCE Deutschland GmbH

Socorex Isba SA

Die Kenntnis der Partikelgröße ist im Rahmen von Produktionsund Qualitätskontrolle häufig von entscheidender Bedeutung. Der Einsatz moderner Analyseverfahren setzt dabei neue Maßstäbe.Das optische Partikelmesssystem Camsizer nutzt das Messprinzip der digitalen Bildverarbeitung zur Ermittlung von Partikelgröße und Partikelform in einem Messbereich von 30 µm bis 30 mm. Verglichen mit der klassischen Siebanalyse verfügt das System über zahlreiche Vorteile, die eine deutliche Qualitäts- und Effizienzsteigerung in der Partikelmessung ermöglichen.Das MessprinzipDas patentierte Camsizer-Messprinzip ist einfach, präzise und anschaulich: Das Probengut fällt vor einer Flächenlichtquelle herab und erzeugt Schatten, die von zwei „Full Frame“-Digitalkameras erfasst werden. Durch die Verwendung von zwei Kameras mit unterschiedlicher Auflösung kann in einer einzigen Messung und ohne Verstellen der Optik ein breites Korngrößenspektrum von 30 µm bis 30 mm präzise und hochaufgelöst vermessen werden. Eine Bildrate von bis zu 50 Bildern je Sekunde stellt sicher, dass alle Partikel erfasst und ausgewertet werden. Aufgrund der berührungs- und daher zerstörungsfreien Messung eignet sich das Verfahren auch für zerbrechliche Materialien, wie z.B. empfindliche Extrudate.Vorteile gegenüber der SiebanalyseBei einer Siebung ist nicht nur die eigentliche Siebzeit zu berücksichtigen, sondern auch die Zeit zur Vorbereitung und Wägung der Siebe und anschließend die Rückwaage und Reinigung. Beim Camsizer hingegen vereinfacht sich diese Prozedur. Das Probengut wird einfach in den Trichter gefüllt, die Messung gestartet und nach der Vermessung das Ergebnis abgelesen. Da die Daten in Echtzeit ausgewertet werden, erhält der Anwender schon während der Messung kontinuierlich aktualisierte Messergebnisse. Typische Messzeiten betragen nur ein bis fünf Minuten, je nach Probenmaterial. Für die automatische Probenzufuhr kann der Camsizer mit einem AutoSampler betrieben werden. Er ermöglicht die automatische Analyse unterschiedlicher Produkte in beliebiger Reihenfolge. Gerade für „Vielsieber“ bietet der Camsizer somit eine zeitsparende Alternative und reduziert mögliche Ausschussproduktionen.Siebtürme sind in aller Regel auf maximal acht bis zehn Siebe begrenzt - entsprechend schlecht ist das Korngrößenspektrum aufgelöst. Zudem fehlen Informationen über die Partikelverteilung zwischen den Siebschnitten. Der Camsizer speichert die Messergebnisse automatisch in mindestens 1000 Größenklassen, was zu einer detaillierten Korngrößenanalyse führt. Die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse ist ebenfalls gewährleistet, denn die Probenmenge ist - im Gegensatz zur Siebung - theoretisch unbegrenzt und daher statistisch abgesichert. Da die Ergebnisse konform zu den Resultaten einer Siebanalyse präsentiert werden, kann der Anwender sofort problemlos auf das optische Messverfahren umsteigen. Gleichzeitig zur Korngrößenbestimmung führt der Camsizer auch eine Untersuchung der Kornform durch. Breite, Länge, Rundheit, Symmetrie und Konvexität der Partikel werden detailliert bestimmt. Aufwändige und zeitintensive Untersuchungen mit zusätzlichen Methoden wie Messschieber, Leuchttisch oder Mikroskopie können entfallen.Bei der Größenanalyse kann die Partikelgröße so definiert werden, dass sie dem bei der Siebanalyse vorgenommenen Vergleich zwischen Partikel und Siebmasche entspricht. Mit dieser Option erhält der Anwender Resultate, die mit der Siebanalyse kompatibel sind.Gesicherte AnalysenqualitätBeim Camsizer wird eine berührungsfreie Messung durchgeführt. Eine Abnutzung findet nicht statt, das Ergebnis wird auch nach Jahren nicht verfälscht. Eine Überprüfung des Systems kann vom Anwender mittels eines zertifizierten Kalibriernormals in nur einer Minute erfolgen. Mit dem Ausdruck des Kalibrier-Protokolls ist der korrekte Gerätezustand für das Qualitätsmanagement dokumentierbar.Die Darstellung der Ergebnisse in übersichtlichen Protokollen kann individuell angepasst werden. Die in der Software integrierten Funktionen Mittelwertbestimmung, Trendanalyse und Grenzwertüberwachung machen Zusatzprogramme überflüssig. Tagesberichte fassen die Resultate gezielt zusammen.Um eine kurze Reaktionszeit auf Produktionsschwankungen zu gewährleisten, wird in der Industrie der Wunsch nach Online-Messverfahren immer größer. Die Qualitätsüberwachung soll dabei direkt am Partikelstrom stattfinden, was mit der klassischen Siebanalyse nicht möglich ist. Der Camsizer hingegen bietet hierzu alle nötigen Voraussetzungen. Eine integrierte Luftspülung garantiert auch in staubiger Umgebung beste Messbedingungen und lange Standzeiten ohne Wartungsarbeiten. Eine schnelle Datenübertragung zwischen Camsizer und Leitwarte erfolgt über eine Profibus-Schnittstelle mit frei konfigurierbaren Analog- und Digitalleitungen. Ausgerüstet mit einer Klimakammer und schockabsorbierendem Gehäuse kann der Camsizer selbst unter rauesten Bedingungen betrieben werden.ZusammenfassungDurch die Messgüte des Camsizer steht dem Anwender in Verbindung mit innovativen Software-Merkmalen auf dem Gebiet der Partikelanalytik ein Messverfahren zur Verfügung, welches innerhalb kürzester Messzeit imstande ist, detaillierte Kornformanalysen und hochauflösende Größenverteilungen zu erstellen. Dabei bleibt auf Wunsch die Kompatibilität zur Siebanalyse erhalten, ohne dass Umwege über mathematische Anpassungsalgorithmen erforderlich sind. Die Robustheit des Gerätes garantiert zudem den problemlosen Industrieeinsatz, auch im Online-Betrieb.*U. Mantica, Retsch Technology GmbH, 42781 Haan

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