Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Měření velikosti a tvaru částic
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Měření velikosti a tvaru částic

Německá společnost Sympatec se vydala začátkem dubna na turné. Soubor přednášek s hlavním cílem představit uživatelům možnosti a výhody sofistikovaných přístrojů dostal název PM Tour. Písmena PM pod sebou skrývají anglický výraz particle measurement neboli měření částic. Na velikosti částic velmi záleží, neboť mohou ovlivňovat vlastnosti finálního produktu (cement, farmacie, kovové prášky, potravinářství apod.). Turné po evropských zemí pořádala polská společnost Atest. Na českém a slovenském trhu společnost Sympatec zastupuje Josef Chromý.

V rámci odborného semináře byly posluchačům detailně popsány čtyři základní fyzikální principy, na kterých přístroje Sympatec pracují, a další jejich příslušenství. Jednotlivé měřicí systémy lze díky modularitě přístrojů také snadno kombinovat.

Měření velikosti pomocí rozptylu světla

Laserová difrakce je účinná metoda měření velikosti částic pomocí rozptylu světla, pokrývající široký rozsah od submikronových až do milimetrových velikostí. Přístroj Helos využívá princip laserové difrakce paralelního paprsku pro efektivní analýzu velikosti částic prášků, granulí, suspenzí, emulzí, sprejů a řady dalších disperzních systémů. Modulární konstrukce systému spolu s širokou škálou disperzních a dávkovacích jednotek poskytuje flexibilní přizpůsobení různým průmyslovým a výzkumným aplikacím. Již na počátku 80. let společnost Sympatec představila průlomovou inovaci, která otevřela další dimenzi laserové difrakce: disperze suchého prášku dokonce i pro nejjemnější, soudržné (kohezní) prášky se systémem Rodos.

Dynamická analýza obrazu pro určení tvaru

Stanovení tvaru částic poskytuje další významnou možnost v charakterizaci pevných částic. Pro získání tvarů částic jsou nezbytně zapotřebí obrazy primárních částic. Dynamická analýza obrazu se opět provádí pomocí disperze. Disperzní systémy z laserové difrakce Helos byly propojeny s novým principem snímače. Snímač Qicpic kombinuje charakterizaci velikosti a tvaru částic v rozmezí detekce po 1 µm až 34 000 µm. Nejvýraznějším prvkem je doba expozice dosahující frekvence zachycení obrazu až 500 snímků za sekundu. Pro charakterizaci nejjemnějších prášků lze použít suchý rozptylovač Rodos, který je vhodný pro disperzi jemných prášků, vláken a granulí od 5 µm do 4 000 µm či aglomerátů. Pro rozptýlení hrubších částic je možné použít systém Gradis, který disponuje padající šachtou pro rozsah od několika mikronů do 30 mm. Sympatec dokonce vyvinul systém pro oddělení sestav kudrnatých nebo zamotaných vláken, jenž nese označení Fibros kartáč. Touto metodou je možné rozptylovat částice také za mokra pomocí systému Lixell.


Fyzikální principy jednotlivých metod měření posluchačům detailně prezentoval také ředitel společnosti Atest Marek Kula, organizátor MP Tour.

Analýza nanočástic v unikátním rozsahu koncentrací

Měření částic v oblasti nano je prováděno pomocí spektroskopie křížové korelace fotonů, která zabezpečuje analýzu velikosti nanočástic v suspenzích i emulzích. Pomocí přístroje Nanophox jsou získávány dvě samostatně indukované intenzity světla, které jsou pak vzájemně korelovány. To umožňuje měřit v širokém rozsahu koncentrací. Kromě velikosti může být analyzováno agregační nebo sedimentační chování nanosuspenzí. Pomocí spektroskopie křížové korelace fotonů se rozšiřuje rozsah koncentrací vzorků, které lze měřit pomocí dynamického rozptylu světla. Navíc od běžné spektroskopie korelací fotonů křížová korelace nevyžaduje zbytečné ředění vzorků a otevírá nové možnosti studia vysoce koncentrovaných nanodisperzí.


Ve druhé části semináře bylo účastníkům umožněno na přístrojích SympaTec proměřit vlastní vzorky.

Velikost částic a analýza pro výrobu

Poslední z fyzikálních principů představuje ultrazvukovou metodu. Jednou z hlavních výhod ultrazvukové extinkce je schopnost pracovat ve vysoce koncentrovaných médiích, obvyklých pro mokré procesy. Použitím zvukových vln místo světelných je analýza suspenzí nebo emulzí nezávislá na průhlednosti a může být prováděna ve zcela neprůsvitných dispergovaných materiálech, jako jsou kapičky vody v ropě nebo uhlíkové částice v kapalném polymeru. Ultrazvuková metoda umožňuje robustní konstrukci sondy, která odolává typickým procesním podmínkám, jako jsou vysoké teploty, tlak, agresivní média či abrazivní materiály. Na principu ultrazvukové technologie pracuje přístroj Opus, který je vhodný pro zapojení přímo do výrobní linky. Také přístroje s ostatními výše jmenovanými fyzikálními principy jsou k dostání v robustním provedení pro výrobní prostředí.

Účastníci z rozmanitých oborových specializací měli možnost si závěrem semináře na přístrojích Sympatec proměřit částice ve vlastních vzorcích. Jedním z účastníků byl také vědecko-výzkumný pracovník Martin Nozar z RTI při ZČU v Plzni, který se momentálně zabývá problematikou velikosti kovových částic prášků pro 3D tisk, jež bývají někdy menší, než deklaruje výrobce. Takto malé částice jsou pro obsluhu zdraví nebezpečné. „Navíc chceme-li zaručit kvalitu tištěných dílů, je nezbytné kontrolovat kvalitu používaných prášků a k tomu potřebujeme znát vedle rozměrů částic také jejich tvar a objemovou distribuci,“ dodává Martin Nozar.

Eva Buzková

Eva.buzkova@mmspektrum.com

 

Další články

Měření ve strojírenství
Metrologie/ kontrola jakosti
Nekonvenční technologie

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: