Измерение частиц различными методами приводит к различным результатам, поскольку "размер" частиц может быть определен и измерен различными способами. Размер однозначно определен только для сферических частиц: Диаметр = размер частиц. Во всех возможных направлениях измерения получается один и тот же результат. Для несферических частиц результат измерения частиц зависит как от ориентации частиц в процессе измерения, так и от особенностей используемого метода. Поскольку результат измерения частиц зависит от того, как определяется "размер", часто возникает путаница в интерпретации результатов измерений.
Измерение частиц с помощью различных методов приводит к различным результатам, поскольку "размер" частиц можно интерпретировать совершенно по-разному: размер однозначно определяется только для сферических частиц (диаметр = размер частиц). Во всех возможных направлениях измерения получается один и тот же результат. Однако для несферических частиц результат измерения частиц зависит как от ориентации частиц в процессе измерения, так и от особенностей используемого метода. Поскольку результат измерения частиц зависит от того, как определяется "размер", часто возникает путаница в интерпретации результатов измерений.
Обладая обширным пониманием сильных и слабых сторон каждого метода, Microtrac предлагает непревзойденный ассортимент технологий для измерения частиц. Наши специалисты будут рады помочь найти правильное решение для вашего применения.
Microtrac предлагает продукты для всех технологий анализа размера частиц.
Измерение частиц с помощью ситового анализа
Например на рис. 1 показано измерение частиц двух объектов, кирпичей lego и мелющего шара, с помощью двух методов: ситового анализа и штангенциркуля. С помощью штангенциркуля измеряются различные размеры в зависимости от ориентации кирпича, в то время как мелющий шар всегда имеет один и тот же диаметр. Результат этого измерения частиц в любом случае такой: два объекта различаются по размеру. Анализ на ситах показывает, что оба объекта проходят через сито с отверстием 16 мм, в то время как они удерживаются ситом с размером сетки 14 мм. Таким образом, ситовый анализ характеризует обе частицы как одинаковые по размеру: они имеют одинаковый эквивалентный диаметр от 14 мм до 16 мм. Точнее сказать невозможно, потому что нет промежуточных сит.
В ситовом анализе, классическом и наиболее часто используемом методе измерения частиц, образец разделяется по размеру, а количество образца в каждой фракции определяется путем взвешивания. Поскольку частицы сталкиваются тканью сетки в различных ориентациях во время процесса рассева, они идеально проходят через любую сетку до тех пор, пока они не будут удерживаться отверстиями, меньшими, чем их наименьшая проекционная площадь. Таким образом, измерение частиц с помощью ситового анализа всегда включает в себя определенную предпочтительную ориентацию частиц, как правило, измерение ширины частиц.
TURBISCAN Technology
When it comes to physical testing, Microtrac has the most extensive range of top-of-the-line analyzers to help you perform comprehensive and informative testing to improve your product ranges.
The TURBISCAN series has devices for aging, shelf-life, dispersibility, redispersion, phase separation, destabilization, and aggregation tests, covering the full profile of potential physical instabilities in your product.
Microtrac recognizes the many challenges of working in the modern laboratory, such as the importance of small-footprint instruments and rapid data analysis to accompany measurements. Thus, all TURBISCAN devices have been designed with speed and efficiency in mind, aiming to minimize the lab footprint. They come equipped with one-click stability evaluations.
Engineered for user-friendliness, the TURBISCAN range requires no expert operators and offers testing conditions between 20 to 60 °C, ensuring your products' stability in any environment upon market release. The inclusion of quantitative analysis simplifies product comparisons and allows you to gauge the effectiveness of process improvements and design changes.
Several instruments, including the TURBISCAN TOWER and TURBISCAN TRILAB, can perform various types of measurements and tests, with the TURBISCAN LAB being recognized as the global standard for stability analysis.
To find out how you can outperform the competition by accelerating your stability studies with more accurate, quantitative data, contact us today. Our team of experts will outline why the TURBISCAN could be the ideal solution for your physical stability testing needs.
Различные определения размера при анализе изображений. Xcmin (ширина частиц, красный), xarea (диаметр круга равной площади, зеленый) и xFemax (длина частиц, синий). В зависимости от выбранного определения размера получается разный результат измерения (кумулятивные кривые справа)
Xc min
Xc min
"Ширина"
Xarea
Xarea
"Диаметр окружности с одинаковой площадью проекции"
xFe max
XFe max
"Длина"
3D Измерение частиц с Технологией отслеживания
Во многих методах анализа изображений для измерения частиц каждая частица записывается только один раз в случайной ориентации. Особенно для частиц с определенной геометрией, такие как линзовидные или вытянутые (например, экструдаты), очень вероятно, что соответствующая проекция не будет захвачена во время измерения: например, вытянутые частицы, как правило, измеряются "слишком короткими" со случайной ориентацией. Чтобы оценить только идеальную проекцию во время измерения частиц, оказалось полезным записать частицу несколько раз, когда она проходит через зону измерения анализатора. Из последовательности с несколькими ориентациями для измерения частиц выбирается та, которая показывает идеальную ориентацию, например продольное удлинение в случае вытянутых частиц (рис. 3). Это также гарантирует, что проекция круглой частицы на самом деле представляет собой сферическую частицу, а не полусферу или линзу, которая имеет круглое поперечное сечение. На рис.3 показано измерение частиц с помощью технологии 3D-отслеживания экструдированных частиц.
Измерение частиц с помощью лазерной дифракции
Существуют некоторые фундаментальные различия в измерении частиц с помощью лазерной дифракции по сравнению с анализом изображений. В то время как в методе анализа изображений каждая записанная частица представляет собой отдельное измерение и включается в общий результат, при анализ рассеянного света или дифракции - это так называемый метод измерения ансамбля. Это означает, что измеренный сигнал генерируется одновременно многими частицами разных размеров. Таким образом, это суперпозиция зависящих от угла интенсивностей рассеянного света, из которой должны быть рассчитаны вклады различных размеров частиц. Это делается либо с помощью теории Ми, для которой должен быть известен показатель преломления частиц, либо с помощью приближения Фраунгофера, которое, однако, полезно только для более крупных частиц. Измерение частиц с помощью лазерной дифракции не может отличить длину от ширины. Все данные о рассеянном свете относятся к сферической модели, это так называемые эквивалентные диаметры. Для несферических частиц это обычно приводит к более широкому распределению, чем при анализе изображений.
Измерение частиц с динамическим светорассеянием (ДСР)
Динамическое светорассеяние-это метод измерения частиц, который особенно подходит для анализа наночастиц. Материалы образцов включают суспензии и эмульсии, сухие образцы не могут быть проанализированы. Преимущество этого метода заключается в том, что измерение частиц может проводиться в очень широком диапазоне концентраций от нескольких частей на миллион до в идеале 40% по объему. Особенностью измерения частиц с динамическим светорассеянием является то, что определяется так называемый гидродинамический диаметр. Этот гидродинамический диаметр указывает на размер сферы, которая обладает теми же диффузионными свойствами в жидкости, что и реальная частица. Отсюда следует, что форма частиц здесь также не определяется. Более того, когда частица диффундирует в жидкости, движется не только сама частица, но и некоторые из окружающих молекул диспергирующей среды, что означает, что гидродинамический диаметр всегда немного больше, чем фактический диаметр частицы. При измерении частиц с динамическим рассеянием света определяется коэффициент диффузии и рассчитывается гидродинамический диаметр частиц с помощью уравнения Стокса-Эйнштейна.
Сопоставимость измерений частиц с различными методами определения
Анализ изображений и ситовый анализ: очень хорошая сопоставимость, когда анализ изображений учитывает ширину частиц во время оценки изображения. 3D-анализ улучшает сопоставимость. Измерение частиц с помощью анализа изображений может полностью заменить рассев! Анализ изображений и лазерная дифракция: Хорошая сопоставимость. Лазерная дифракция часто показывает более широкие распределения, особенно для частиц сильно неправильной формы. Для анализа изображений следует использовать определение xarea. Ситовый анализ и лазерная дифракция: плохо сопоставимые, лазерная дифракция, как правило, дает больший результат. Лазерная дифракция и динамическое светорассеяние: хорошо сравнивается, для мелких частиц (< 100 нм) ДСР лучше, для крупных частиц (>1 мкм) лазерная дифракция лучше.
Свяжитесь с нами для получения бесплатной консультации
В конечном счете, выбор, использовать ли простое решение - рассев или инвестировать в лазерную дифракцию или динамический анализ изображений, будет зависеть от объема анализов, бюджета и имеющегося персонала, а также от любых конкретных международных стандартов или требований заказчиков, с которыми вы столкнетесь. Почему бы не обратиться в компанию Microtrac за бесплатной консультацией, чтобы узнать, какое решение принесет нужный вам результат и окупаемость инвестиций?