ほとんどの粒子径測定技術の方法は、球形の粒子の仮定に基づいています。 この仮説は、粒子がフレーク状または棒状である場合、分析で重大なエラーにつながります。 特にこのような形状の異方性の高い粒子の場合、自動イメージングは、オーダーメードのサイズ仕様を決定するための優れた代替手段となります。
材料の粒子径分布を決定するための自動化されたイメージング方法は、静的光散乱、沈降またはふるいなどの代替方法よりも根本的な利点を提供します。各粒子は個別に撮影されます! これは、粒子サイズ分布の決定にいくつかの重要な利点をもたらします:
・サイズ分布の端にある現実的な比例値。 e。 特大粒子または微粒子の検出
・サンプルの分散状態の視覚的評価(分散品質、凝集物の存在)
・用途に応じた、ファイバーの測地長やフェレット直径などの意味のあるサイズパラメータの計算
・特定のタスクに応じた適切な配布タイプ(ボリューム、数)の選択
さらに、粒子の個々の写真は、粒子の形状に関する統計計算を行う機会を与え、実際には材料のさらなる区別を可能にします。 たとえば、理想的な球からの粒子の偏差である形状異方性は、多くの場合、それらのアプリケーションとその後の処理に決定的な役割を果たします。たとえば、粉末の運搬または圧縮、分散液のレオロジーへの影響、または 粒子径分布、粒子表面の粗さは、成形または研磨の成功に重要な役割を果たします。
オーダーメードの粒子サイズと形状パラメーターの必要性と、絶えず増加するPC処理能力との組み合わせにより、自動化されたイメージング手法は、95%非球形の市場にますます関連性が高まっています。
測定方法
自動イメージングによる粒子形状の決定には、4つの基本的なステップが含まれます。
1、画像撮影
2、画像処理
3、オブジェクト検出
4、分類
処理チェーン
粒子を拡大するために、必要に応じて顕微鏡と組み合わせて、特別なデジタルカメラで画像を撮影します。粒子は、中性(例えば、対物レンズ上)または運動状態でも存在し得る。
粒子の分散(分離)は、ドライモード(たとえば、単純な運搬とリドルによる、または圧縮空気の使用)の両方で可能ですが、溶媒中のウェットモードでも可能です。粒子形状分析を成功させるための絶対に必要な要件は、高解像度、画像の鮮明さ、サンプルの良好な分散により、個々の粒子の測定と適切な拡大です。この表現の詳細な説明などが必要です。適切なソフトウェアによる画像処理により、画像がアップグレードされます。たとえば、孤立したピクセルやエッジング粒子が除去され、明るさや信号ノイズのばらつきが修正され、凝集粒子が分離されます。オブジェクト検出の主要部分は画像の2値化です。これにより、すべての画像ピクセルがしきい値を使用して粒子(黒)または背景(白)に割り当てられます。オブジェクト(粒子)と特徴の属性の認識は、ソフトウェアによって実現されます。最後のステップである分類では、パーティクルは、それらの属性付きの特徴(サイズと形状のパラメーター)に基づいて、クラス(サイズに相当するクラスなど)に配置されます。
多数のサイズと形状のパラメーター適切なソフトウェアによって粒子の画像から決定することができます。 重要なサイズパラメータは、たとえば(CE)等価ディスク直径Deq、最大内接ディスク直径Din、ファイバー長XLG(測地線長)、およびファイバー直径XFDです。
同等のディスク直径は、2D投影された粒子と同じ領域のディスク直径に対応します。これは、プロセス技術で不規則な形状の粒子のサイズ指標としてよく使用されます。 それどころか、2Dで投影された粒子の最大内接ディスク直径は、ふるいの直径にほぼ対応しています。 測地線の長さとファイバーの直径は、ファイバーの特性評価に非常に適しています。
重要なサイズパラメータの自動イメージング
非常に多くのアプリケーション固有の形状パラメーターがあります。 目的は、粒子サイズに加えて追加の形態学的パラメーターを取得することです。これにより、粒子の特性をより良く、または基本的に説明できます。 例としては、「縦横比AD」、粒子の長さと幅の比、「真円度ZK」、理想的な円からの粒子の偏差の指標、「凹面指数C」などがあります。これは、凸包の面積差と 凸包への粒子の面積。 もう1つの重要な形状パラメーターは、パーティクルの範囲を表示する「周辺」です。
重要な形状パラメータ自動イメージング
文学と規範
/ 1 / ISO 13322-2:粒子径分析–画像分析方法–パート2:動的画像分析方法
/ 2 / ISO 9276-6粒子径分析の結果の表現–パート6:粒子の形状と形状の記述的および定量的な表現
粒子形状の詳細な説明はこちらにあります。