Měření částic Co je velikost částic a jak se měří?

Existují různé metody měření částic pro charakterizaci distribuce velikosti částic v granulátech, sypkých materiálech, prášcích a suspenzích. Patří mezi ně laserová difrakce, analýza obrazu, dynamický rozptyl světla i sítová analýza.

Měření částic pomocí těchto různých metod vede k různým výsledkům, protože „velikost“ částic lze interpretovat zcela odlišně: Velikost je jednoznačně definována pouze pro sférické částice (průměr = velikost částic). Ve všech možných směrech měření je dosaženo stejného výsledku.

U nesférických částic však výsledek měření částic závisí jak na orientaci částic během procesu měření, tak na zvláštnostech použité metody. Protože výsledek měření částic závisí na tom, jak je definována „velikost“, často dochází k nejasnostem v interpretaci výsledků měření.

Díky rozsáhlému pochopení silných a slabých stránek každé metody nabízí Microtrac bezkonkurenční produktovou řadu technologií pro měření částic. Naši odborníci rádi pomohou najít správné řešení pro vaši aplikaci.

Měření částic se statickou nebo dynamickou analýzou obrazu

Imaging techniques for particle measurement offer a number of advantages. A distinction is made between particle measurement with Dynamic Image Analysis and Static Image Analysis.

With the static method, the particles are at rest during the measurement (as with a microscope); with dynamic image analysis, moving particles are analyzed, either in a liquid, in an air stream or in free fall. By analyzing individual particle images, both shape and size are measured. Feret diameters, for example, can be specified to describe the various dimensions.

These are determined as one would with a caliper: by measuring the distance between parallel tangents. The largest distance would be the Feret length (X_{Fe max}), the smallest the Feret width (X_{Fe min}). Alternatives would be chord dimensions (e.g. smallest inner diameter, X_{c min}) or Martin diameter (area bisector). Furthermore, the diameter of an equal area circle can be defined as the size of the particle projection. Depending on the problem, a suitable size definition is used for the particle measurement.

Různé definice velikosti v analýze obrazu. Xc min (šířka částic, červená), Xarea (průměr kruhu se stejnou plochou, zelená) a XFe max (délka částic, modrá). V závislosti na vybrané definici velikosti se získá jiný výsledek měření (kumulativní křivky vpravo)

Měření částic pomocí laserové difrakce

Ve srovnání s obrazovou analýzou existují určité zásadní rozdíly v měření částic pomocí laserové difrakce.

Zatímco v zobrazovacích technikách každá zaznamenaná částice představuje událost měření a je zahrnuta do celkového výsledku, analýza rozptýleného světla nebo difrakce jsou takzvané souborové měřicí techniky. To znamená, že měřicí signál je generován současně mnoha částicemi různých velikostí.

Jde tedy o superpozici intenzit rozptýleného světla závislých na úhlu, ze které je třeba vypočítat příspěvky různých velikostí částic. To se provádí buď pomocí Mieho teorie, pro kterou musí být znám index lomu částic, nebo pomocí Fraunhoferovy aproximace, která je však užitečně použitelná pouze pro větší částice.

Měření částic pomocí laserové difrakce nedokáže rozlišit mezi délkou a šířkou. Všechna data rozptýleného světla jsou označována jako sférický model, jedná se o takzvané ekvivalentní průměry. U nesférických částic to obvykle vede k širší distribuci než při obrazové analýze.

Srovnatelnost měření částic různými metodami

Analýza obrazu a sítová analýza: velmi dobrá srovnatelnost, když analýza obrazu při hodnocení obrazu zohledňuje šířku částic. 3D analýza zlepšuje srovnatelnost. Měření částic analýzou obrazu může zcela nahradit sítování!

Analýza obrazu a laserová difrakce: Dobrá srovnatelnost. Laserová difrakce často vykazuje širší distribuce, zejména u silně nepravidelných tvarů částic. Pro analýzu obrazu by měla být použita definice xarea.

Sítová analýza a laserová difrakce: špatně srovnatelná, laserová difrakce má tendenci poskytovat rozsáhlejší výsledky.

Laserová difrakce a dynamický rozptyl světla: srovnává se dobře, pro malé částice (<100 nm) je lepší DLS, pro velké částice (> 1 µm) je lepší laserová difrakce.