camsizer xt - Messe München International

Report
CAMSIZER
CAMSIZER XT
Neue Möglichkeiten zur Partikelanalyse
mit Dynamischer Bildverarbeitung
Gerhard Raatz
Retsch Technology GmbH
Analytica 2012, München
Halle A1 , Stand 203
Partikelgrößenmessung von Mikro- bis
Millimeter
Laserbeugungsanalysator LA-950
Analysensiebmaschinen
AS 200 , AS 200 jet, AS 300
© Retsch Technology GmbH
2
Messprinzip Bildanalyse
Vergleich
Statische

Dynamische
Bildanalyse
ISO 13322-1
ISO 13322-2
- Hohe Auflösung
- Mittlere Auflösung
- 2 Dimensionen
- 3 Dimensionen
- Einige hundert Partikel
- Mio. Partikel
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3
Dynamische BildanalyseAufbau des CAMSIZER
- Messung von frei rieselfähigen Schüttgütern
- Messbereich von 30 µm bis 30 mm
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4
CAMSIZER: Zwei-Kamera-System
Basic-Kamera
Zoom-Kamera
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5
Zwei Geräte: CAMSIZER – CAMSIZER XT
CAMSIZER
CAMSIZER XT
• 30 µm – 30 mm
• 1 µm – 3 mm
• Trockenmessung
• Nass- und
Trockenmessung
• Für frei rieselfähige
Schüttgüter
• Für feine und
agglomerierte Produkte
6
CAMSIZER XT
1. erweiterter Messbereich von 1 µm bis 3 mm
durch neu entwickelte Optik
2. Verschiedene Dispergiermöglichkeiten
Das Messprinzip wird damit
anwendbar für
• feine Pulver
• Suspensionen
• Emulsionen
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Messprinzip CAMSIZER XT
Neue Optik mit höherer Auflösung für das Zwei-Kamera-Prinzip
Probenstrom
Basic Camera
Objektiv 2
Lichtquelle 1
Linsen
Zoom Camera
Objektiv 1
Lichtquelle 2
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8
Auflösung
CCD - Basic
Partikeldetektion
CCD - Zoom
Ein Partikel wird detektiert,
wenn mindestens die
Hälfte eines Pixels
abgedeckt ist.
CAMSIZER
75 µm
15 µm
CAMSIZER XT:
15 µm
1 µm
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9
CAMSIZER XT Highlights
Highlights des optischen Systems:
• Mehr als 275 Bilder pro Sekunde
• Full-Frame-Kameras mit einer Auflösung > 1.3 Megapixel
• Separate Lichtquelle für optimierte Helligkeit, Homogenität und Kontrast
• 2 Kameras: hohe Auflösung kombiniert mit exzellenter Statistik
für einen großen dynamischen Messbereich
• Bildverarbeitung in Echtzeit: Jeder Partikel in jedem Bild wird analysiert
• Hunderte Partikel pro Bild: exzellente Statistik in kürzester Zeit
Der CAMSIZER XT hat einen größeren dynamischen
Messbereich mit besserer Statistik und
Reproduzierbarkeit als jedes andere Bildanalysegerät
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10
Modulares Konzept der Probenzufuhr:
"X-Change"
Flexible Konfiguration für einen breiten Anwendungsbereich
einfach
•
sicher
•
schnell
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11
Trockendispergierung X-Dry
Trockendispergierung (2 Optionen)
X- Fall
(Freifalldispergierung)
X-Jet
(Druckluftdispergierung)
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Messmodul – X-Jet
Trockendispergierung mit X-Jet
Messbereich von 1 µm bis 3 mm
Für feine Pulver und Agglomerate
Trockendispergierung durch
Druckluft:
Druck von 0,2 bar bis 4,5 bar
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13
Messmodul – X-Flow
Nassdispergierung mit X-Flow
Messbereich
von 1 µm bis 600 µm
Für Emulsionen und Suspensionen
Optimale
Dispergierung
durch
Ultraschallbad
Optional für organische
Lösungsmittel
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Direkte Größenmessung am Einzelpartikel Korngrößendefinition
Auswertung von Schattenprojektionsflächen
Wie groß ist dieses
Partikel?
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Größenmodelle
xc min
“Breite”
xFläche
xFe max
“Durchmesser über
Projektionsfläche”
“Länge”
A
xc min
A‘ = A
xFläche
xFe max
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G raph o fm ea su rem en t re su lts :
Vergleich
Größenmodelle
M :\...rD is trbi u to renM
- ee tni g C
\ AM DA T S
\ am p el A S
\ am p el A _B a s ic_0 .2% _ xc_m ni _001 .rd f
T a sk f iel : S am p el A _B a s ic_0 .2% .a fg
G raph o fm ea su rem en t re su lts :
MQ 3:\.%
.[.rD] is trbi u to renM
- ee tni g C
\ AM DA T S
\ am p el A S
\ am p el A _B a s ic_0 .2% _ xc_m ni _001 .rd f
S _am
T a sk f iel : S am p el A
B apselic_A0_B
.2%a s.aic_fg0 .2% _ xc_m ni _001 .rd f
Fe max
S am p el c
A _min
B a s ic_0 .2% _ x_a reFläche
a_001 .rd f
S am p el A _B a s ic_0 .2% _ xFem a x_001 .rd f
80
Q3%
[ ]
S am p el A _B a s ic_0 .2% _ xc_m ni _001 .rd f
70
S am p el A _B a s ic_0 .2% _ x_a rea_001 .rd f
S am p el A _B a s ic_0 .2% _ xFem a x_001 .rd f
860
x
x
x
750
640
530
420
310
20
0 .2
0 .4
0 .6
1
xm
[m ]
0 .2
0 .4
0 .6
1
x2m
[m ]
10
0
Unterschiedliche
Größenmodelle
x[mm]
Unterschiedliche
Ergebnisse
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Kornform
• Breiten-/
Längenverhältnis
xc min
xFe max
xc min
xFe max
• Rundheit
A
4 A
2
U
U
.
• Symmetrie
r
1 
1  min 1
2 
 r2




• Konvexität
Areal
Akonvex
r2
r1
S
A konvex
A real
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Kornformanalyse:
G raph o m
f easu rem en t resu lts :
Bestimmung
von
Mischungsanteilen
C :\..h. -3 hj w pyaxC\ am da M
t\ essung en 030603 A\ K _22 1, 5g _0 3,% _B Z _LB _n Ü _xc_m ni _001 .rd f
Messergebnisse
T ask f iel : R T 502 AI _B Z _LB _0 7,% _R 40 -T rocknung _ a. gf
Q Q3
3 %[ [%]
]
9090
AK _22 1, 5g _0 3,% _B Z _LB _n Ü _xc_m ni _001 .rd f
AI _22 1, A5g _0 3,% _B Z _LB _n Ü _m itA e ros i_l xc_m ni _001 .rd f
AI + AKB_ ej 22 1, 5g _0 3,% _B Z _LB _n Ü _a sl M si chung _xc_m ni _001 .rd f
A+B
8080
B
7070
B
A
6060
5050
4040
A
3030
2020
1010
00
0 0.1
1.
0 0.2
2.
0 0.3
3.
0 0.4
4.
0 0.5
5.
0 0.6
6.
0 0.7
7.
0 0.8
8.
0 0.9
9.
b b/l
/l
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Anwendungsbereiche
Typische Probenmaterialien
• pharmazeutische Pulver, Granulate und
feine Pellets
• Lebensmittelpulver und -Granulate
• Waschmittel, Enzyme, Füllstoffe für
Waschpulver
• Metall- oder Erzpulver
• Schleifmittel (mittlere und feine Körnungen)
• feine Sande und Zement, Baustoffe, Kalkstein
• feine Fasern
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20
Ergebnisse
Messprinzip
Für agglomerierte Pulver
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21
Ergebnisse X-Jet
Partikelgrößenverteilung 1 µm - 10 µm
Probe: Schleifmittel-Mikro-Körnungen
am unteren Ende des Messbereiches
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Ergebnisse X-Fall
Probe: Glasperlenmix, multimodal
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Ergebnisse X-Flow
Partikelgrößenverteilung
2,5 µm + 5 µm, Nassdispergierung
Particle size
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24
Alternative Analyseverfahren
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raph o m
f ea su rem en t re su lts :M ean va ul e s , a
t sk C oo kson -E ni ze _l z_30 kP a a
. g
f
:\...son C
\ oo kson 30 kP a Z
\ oom -xcm
- ni \
oo kson -#8 -30 kP a_TP 2_ vvv_ZOOM _ xc_m ni _002 .rd f,
oo kson -#8 -30 kP a_TP 1_ vvv_ZOOM _ xc_m ni _001 .rd f
Reproduzierbarkeit der Messungen
3%
[ ]
q3 %
[ µ
/m ]
90
9
C oo kson -#8 -30 kP a_ vvv_ZOOM _ xc_m ni _M v .rd f
C oo kson -#8 -30 kP a_TP 1_ vvv_ZOOM _ xc_m ni _001 .rd f
C oo kson -#8 -30 kP a_TP 2_ vvv_ZO8OM _ xc_m ni _002 .rd f
C oo kson -#13 -30 kP a_TP 1_ vvv_ZOOM _ xc_m ni _001 .rd
C oo kson -#13 -30 kP a_TP 2_ vvv_ZO
7 OM _ xc_m ni _002 .rd
C oo kson -#13 -30 kP a_ vvv_ZOOM _ xc_m ni _M v .rd f
C oo kson -#27 -30 kP a_TP 1_ vvv_ZO
6 OM _ xc_m ni _001 .rd
C oo kson -#27 -30 kP a_TP 2_ vvv_ZOOM _ xc_m ni _002 .rd
C oo kson -#27 -30 kP a_ vvv_ZOOM _ xc_m ni _M v .rd f
5
80
70
60
50
40
4
30
3
20
2
10
1
0
f
f
f
f
0
10
15
20
25
30
35
40
45
50
xc_m ni µ
[m ]
Applikation:
Messung von Lotpulver mit Trockendispergierung
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26
Alternative Analyseverfahren
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Hohe Auflösung für enge Verteilungen
Partikelgrößenverteilung
10 µm + 12 µm, Nass Dispergierung
f ea su rem en t re su lts :
G raph o m
i _009 .rd f
l _ xc_m n
\ u ke10um 12um _g 0
\ u ke -10 -12µm D
\ AM D AT D
\ 011 -P ape rC
t hou se 2
.- h ie
D :\..W
f
. g
t hou se_19 -190µm _BZ a
l :W h ie
Ta sk f ie
/m ]
[ µ
q3 %
i _009 .rd f
l _ xc_m n
D u ke10um 12um _g 0
i _010 .rd f
l _ xc_m n
D u ke10um 12um _g 0
25D u ke10um 12um _g 0
i _011 .rd f
l _ xc_m n
20
15
10
5
0
2
4
6
8
10
12
14
[m ]
i µ
xc_m n
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28
Alternative Analyseverfahren
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29
Alternative Analyseverfahren
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Direkte Partikelgrößenbestimmung
Bessere Größenanalyse durch Partikelformdefinitionen Breite,
Fläche, Länge:
Vergleich zur Laserbeugung
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Alternative Analyseverfahren
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Vergleich zur Siebanalyse
Kompatible Resultate im Vergleich zur Siebanalyse
G raph om
f easu re
m en t resu ls
t :
C :\...ra
mm eC
\ a
msz
i e r4 3 19 XT C
\ AM DAT R
\ T 1686ELKEM P
\ R 1 10089G rov_x
Ma
m n
i _001 .rd f
Task fie
l :RT1686C a rbon a
. g
f
Q 3%
[ ]
90
80
70
Summenverteilung
60
50
PR 1 10089G rov_x
Ma
m n
i _001 .rd f
CAMSIZER
40
RT1686_E k
le
m 1_s e
i b .re f
R
T
1
6
8
6
1
0
8
9
c
o
a
r
s
eM 2000 .re f
Siebung
30
Laserbeugung
20
10
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
x
M a_
m n
i
Partikelgröße[µm]
Probe: Petrolkoks zur Elektrodenherstellung
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34
34
Alternative Analyseverfahren
© Retsch Technology GmbH
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Detektion von Überkorn
Sichere Erkennung von Überkorn-Partikeln im 0,1 Vol%-Bereich
Probe: PMMA Perlen
© Retsch Technology GmbH
36
Zusammenfassung:
Vorteile CAMSIZER XT
• Digitale Bildverarbeitung mit patentiertem
2-Kamera-System (nach ISO 13322-2)
• großer dynamischer Messbereich von 1 µm bis 3 mm
• neuentwickeltes optisches System mit ultra-hellen LEDs für
bessere Kontraste und hohe Schärfentiefe
• kurze Analysezeiten von 1 – 3 Minuten für einige
Millionen Partikel
• sehr hohe Auflösung im Mikro- und Millimeterbereich
• sichere Erkennung von Über- und
Unterkorn-Partikel
• Module für Trocken- und
Nassdispergierung
• Analyseergebnisse sind optional
kompatibel zur Siebanalyse
© Retsch Technology GmbH
37
Vielen Dank für
Ihre Aufmerksamkeit
Retsch Technology GmbH
Halle A1 – Stand 203

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