La mayoría de los métodos de tecnología de medición del tamaño de partícula se basan en la suposición de partículas de forma esférica. Esta hipótesis conduce a errores significativos en el análisis si las partículas son en escamas o en forma de barra. Especialmente para tales partículas altamente anisotrópicas, la imagen automatizada proporciona una excelente alternativa para la determinación de especificaciones de tamaño a medida.
Los métodos de imagen automatizados para la determinación de la distribución del tamaño de partícula de un material ofrecen una ventaja fundamental sobre métodos alternativos como la dispersión de luz estática, la sedimentación o el tamizado: ¡cada partícula se fotografía individualmente! Esto da como resultado varias ventajas importantes para la determinación de la distribución del tamaño de partícula:
• Valores proporcionales realistas también en los bordes de la distribución del tamaño, ejemplo: detección de partículas de gran tamaño o partículas finas
• Evaluación visual del estado de dispersión de una muestra (calidad de dispersión, presencia de aglomerados)
• Cálculo de parámetros de tamaño significativos, ejemplo:longitud geodésica o diámetro de Feret para fibras, dependiendo de la aplicación
• Selección del tipo de distribución apropiado (volumen, número) dependiendo de la tarea particular
Además, la fotografía individual de las partículas brinda la oportunidad de realizar cálculos estadísticos sobre la forma de las partículas, lo que en la práctica permite una mayor diferenciación de los materiales. Por ejemplo, la forma de anisotropía, la desviación de las partículas de la esfera ideal, a menudo juega un papel decisivo para su aplicación y procesamiento posterior, por ejemplo, el transporte o la compactación de polvos, la influencia en la reología en dispersiones o, además de La distribución del tamaño de partícula, la rugosidad de la superficie de la partícula juega un papel importante para el éxito de la conformación o pulido.
La necesidad de parámetros de tamaño y forma de partículas a medida, combinados con una potencia de procesamiento de PC cada vez mayor, asegura que los métodos de imagen automatizados sean cada vez más relevantes para un mercado que es 95% no esférico
Método de medida
La determinación de la forma de las partículas mediante imágenes automatizadas incluye 4 pasos básicos:
1. Toma de imagen
2. Procesamiento de imagen
3. Detección de objetos
4. Clasificación
Cadena de procesamiento
La toma de imágenes está asegurada por cámaras digitales especiales, si es necesario en combinación con un microscopio, para ampliar las partículas. Las partículas pueden estar presentes neutras (por ejemplo, en un objetivo) o también en movimiento. La dispersión (separación) de partículas es posible tanto en modo seco (por ejemplo, mediante simple transporte y adivinanza o mediante el uso de aire comprimido) como también en modo húmedo en un disolvente. Un requisito absolutamente básico para realizar un análisis exitoso de la forma de las partículas es la alta resolución, la nitidez de la imagen, la buena dispersión de la muestra, lo que resulta en la medición de partículas individuales y la ampliación adecuada. Se requiere más explicación de esta expresión, etc. El procesamiento de imágenes mediante el software apropiado conduce a imágenes mejoradas: por ejemplo, se eliminan los píxeles aislados y las partículas de bordes, se retocan las variaciones en el brillo y el ruido de la señal y se separan las partículas aglomeradas. La parte principal en la detección de objetos es la binarización de la imagen, mediante la cual cada píxel de la imagen se asigna a una partícula (negro) o al fondo (blanco) usando un umbral. El reconocimiento de objetos (partículas) y la atribución de características se realiza mediante el software. En el último paso, la clasificación, las partículas se ordenan en clases (por ejemplo, clases de tamaño equivalente) en función de sus características atribuidas (parámetros de tamaño y forma).
El software apropiado puede determinar numerosos parámetros de tamaño y forma a partir de las imágenes de partículas. Los parámetros de tamaño importantes son, por ejemplo, el diámetro de disco equivalente (CE) Deq, el diámetro máximo de disco inscrito Din, la longitud de fibra XLG (longitud geodésica) y el diámetro de fibra XFD.
El diámetro de disco equivalente corresponde al diámetro de disco de área idéntica a las partículas proyectadas en 2-D, que a menudo se usa como indicador de tamaño para partículas de forma irregular en la tecnología de proceso. Por el contrario, el diámetro máximo inscrito del disco de la partícula proyectada en 2-D corresponde más o menos al diámetro del tamiz. La longitud geodésica y el diámetro de la fibra son muy adecuados para la caracterización de las fibras.
Importantes parámetros de tamaño de imágenes automatizadas
Existen numerosos y muy espefìcas parámetros de forma. El objetivo es obtener parámetros morfológicos adicionales además del tamaño de partícula, por lo que las características de la partícula pueden ser mejores o básicamente descritas. Los ejemplos son "relación de aspecto AD", la relación de longitud a anchura de las partículas, "circularidad ZK", un indicador de desviación de partículas del círculo ideal e "índice de concavidad C", que refleja la relación de la diferencia de área de la envoltura convexa y área de la partícula a la envoltura convexa. Otro parámetro de forma importante es el "perímetro", que muestra la cobertura de partículas.
Parámetros de forma importantes de imágenes automatizadas
Literatura y normas
/ 1 / ISO 13322-2: Análisis del tamaño de partícula - Métodos de análisis de imagen - Parte 2: Métodos de análisis de imagen dinámica
/ 2 / ISO 9276-6 Representación de los resultados del análisis del tamaño de partícula. Parte 6: Representación descriptiva y cuantitativa de la forma y la morfología de las partículas.
Una descripción detallada de la forma de la partícula se puede encontrar
AQUÍ.
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