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Blitz-Aufnahme

Schnelle Analyse von Partikelform und -größe

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Bei einer Trocken-Messung wird das Probenmaterial über einen Trichter und eine Vibrations-Zuteilrinne kontinuierlich der Messung zugeführt, wobei sich die Probenvorschubgeschwindigkeit – also wie viel Material pro Minute gefördert werden kann – nur in engen Grenzen erhöhen lässt: Die Überlagerung zweier Partikelbilder, die zufällig auf der gleichen Sichtlinie an der Kamera vorbei fallen, soll so gering wie möglich gehalten werden.

Trockene Proben vollständig messen

Bei diesem Verfahren steht jedes Probenpartikel nur einmal der Analyse zur Verfügung, und es sollte speziell bei Proben mit einer weiten Partikelgrößenspanne möglichst immer die gesamte in das Fördersystem eingegebene Probenmenge abgearbeitet werden, um eine Beeinflussung des Ergebnisses durch eventuelle Segregationstendenzen zu vermeiden. Mit der Trocken-Messung lassen sich Partikel von ca. 20 µm bis etwa 20 mm vermessen. In der Praxis gilt es also abzuwägen: Ausreichend viel Material muss verwendet werden, um statistisch zuverlässige Messungen zu erlauben. Aber nicht zu viel, um nicht unnötig Zeit und Speicherplatz zu vergeuden.

Möchte man die Probleme einer zu großen Analysemenge vermeiden, sollte hier eine möglichst gute Probenteilung vorgenommen werden. Hierzu kann beispielsweise ein Fritsch-Rotations-Kegelprobenteiler Laborette 27 verwendet werden, der eine größere Gesamtmenge in ausreichend kleine Einzelproben mit jeweils identischem, repräsentativem Partikelgrößenspektrum zerlegt.

Vorteil der Nassmessung: geringere Probenmenge

Bei der Nass-Messung ist eine gute Probenteilung meist sogar noch wichtiger als bei der Trocken-Messung. Ein geschlossener Flüssigkeitskreislauf mit einem Gesamtvolumen von rund 500 ml wird hierbei kontinuierlich durch eine Messzelle gepumpt, die benötigte Probenmenge ist daher meist deutlich geringer als bei der Trocken-Messung. Bei der Nass-Messung wird natürlich die obere Messgrenze durch die Geometrie der Messzelle bestimmt. Mit der Nass-Dispergiereinheit der Analysette 28 Image-Sizer lassen sich Partikel von ca. 20 µm bis etwa 2,8 mm vermessen.

Was geschieht mit den aufgenommenen Bildern?

Zunächst lässt sich natürlich die Partikelgröße bestimmen. Allerdings hat man hier dann schon die Qual der Wahl: Denn während beispielsweise bei der Statischen Lichtstreuung nur ein Wert für den Partikeldurchmesser angegeben wird, bietet ein abbildendes Verfahren natürlich unterschiedliche Möglichkeiten, den Durchmesser eines meist unregelmäßig geformten Partikels zu definieren. Beispiele hierfür können der flächenäquivalente Durchmesser sein (das ist der Durchmesser einer Kugel, deren Querschnitt die gleiche Fläche aufweist wie das ausgewertete Teilchen), der aus dem Teilchenumfang berechnete Durchmesser oder der so genannte Feret-Durchmesser (s. Abb. 4), bei dem zwei parallele Geraden an gegenüberliegende Seiten eines Partikels so angelegt werden, dass sie jeweils das Teilchen berühren aber an keiner Stelle der Partikelrand durchkreuzen.

Ein wesentlicher Vorteil der Dynamischen Bildanalyse liegt natürlich in der Möglichkeit, neben der reinen Bestimmung des Durchmessers auch Informationen zur Geometrie der Partikel zu erhalten. Als einer der einfachsten Formparameter sei hier das Aspektverhältnis genannt, das sich als Quotient aus minimalem zu maximalem Feret-Durchmesser ergibt.

Grafische Auswertung in Cloud-Darstellung

Mit der Image-Sizing-Software ISS der Analysette 28 ist es möglich, schnell und einfach Verteilungen und Korrelationen nahezu beliebiger Kombinationen von Partikelkenngrößen zu erzeugen. Ob dies nun eine einfache Größenverteilung ist oder der Zusammenhang zwischen der Partikelgröße und dem Aspekt-Verhältnis. In einer Cloud-Darstellung lassen sich speziell solche Korrelationen einfach und schnell grafisch darstellen. Jedes analysierte Teilchen wird hier als Punkt dargestellt, dessen Koordinaten in der Cloud von den Werten der für die jeweils gewählten Parameter abhängt.

Speziell bei neuen Probenmaterialien und der Untersuchung von Problemfällen ist hier ein Feature der Cloud besonders hilfreich: Klickt man auf den Punkt eines ausgewählten Teilchens, so öffnet sich das zugehörige Bild. Die Kombination aus Messgerät mit Zubehör für Nass- und Trocken-Messungen, verschiedenen Objektiven und der Software machen die Analysette 28 zum idealen System für die Partikelgrößen- und -formbestimmung bei zahlreichen Anwendungen.

* Dr. G. Crolly Fritsch GmbH, 55743 Idar-Oberstein

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