Dynamická analýza obrazu (DIA) je moderná metóda charakterizácie častíc na stanovenie distribúcie veľkosti a parametrov tvaru. Umožňuje rýchle analýzy s vynikajúcou presnosťou a reprodukovateľnosťou v extrémne širokom rozsahu merania. S presláveným systémom CAMSIZER predstavil Microtrac svoj prvý dynamický analyzátor obrazu pred viac ako 20 rokmi a odvtedy presadzuje technologické inovácie.
V mnohých aplikáciách sú informácie o veľkosti a tvare častíc dôležitými ukazovateľmi procesu a kvality. S dynamickú analýzou obrazu podľa ISO 13322-2 je priamo možné podrobne a reprezentatívne analyzovať tieto dôležité vlastnosti materiálu vzorky.
Pri dynamickej analýze obrazu sa generuje prúd častíc, ktorý sa zaznamenáva a analyzuje kamerovým systémom. Častice sú preto počas získavania obrazu v pohybe. Vo väčšine prípadov dynamická analýza obrazu zahŕňa osvetlenie prúdu častíc z jednej strany zdrojom svetla a zaznamenávanie obrazov častíc ako tieňovej projekcie. Častice sa pohybujú buď voľným pádom (v prípade voľne tečúcich granúl), v kvapaline alebo v prúde vzduchu, čo zaisťuje separáciu častíc aj pre aglomerované prášky.
Najmä posledné nastavenie vyžaduje krátke expozičné časy a vysoké rýchlosti snímania, aby sa počas merania dosiahlo dostatočné detekcie častíc a zabránilo sa rozmazania pohybu. Meranie častíc zvyčajne trvá 1-5 minút a zvyčajne detekuje desiatky tisíc až mnoho miliónov častíc, v závislosti na vzorke.
Dynamická analýza obrazu - Princíp funkcie
Zásadný rozdiel medzi statickou a dynamickou analýzou obrazu spočíva v tom, že v statickej analýze obrazu sú častice umiestnené na nosiči a počas akvizície sa vzhľadom ku kamere nepohybujú, rovnako ako je to napríklad u mikroskopu.
Statická analýza obrazu sa používa prevažne pre meranie úzkych distribúcií veľkosti so zameraním na charakterizáciu veľmi jemných častíc. Táto metóda poskytuje časticovej obrazy s vysokým rozlíšením, ktoré umožňujú maximálnu presnosť popisu veľkosti a tvaru a používa sa hlavne v aplikáciách výskumu a vývoja.
Dynamická analýza obrazu je naopak ideálna pre rutinné meranie sypkého tovaru, práškov, granúl a suspenzií. Táto metóda sa vyznačuje vysokou priepustnosťou vzorky, spoľahlivosťou a vynikajúcou reprodukovateľnosťou.
Kalibračný mriežka pre systém CAMSIZER od Microtracu
Počas merania pracujú dve kamery: kamera BASIC (červená) analyzuje väčšie častice, kamera ZOOM (modrá) zachytáva malé častice. Tento postup zaisťuje optimálne podmienky merania pre všetky veľkosti častíc v distribúcii.
Perfektná zhoda nameraných výsledkov sitové analýzy a CAMSIZER P4 u granulovaného hnojiva
Dynamickú analýzu obrazu možno tiež pre mnoho aplikácií integrovať priamo do procesu ako online merací systém.
Robustnosť zariadenie umožňuje ich použitie vo výrobnom prostredí: Prach, vibrácie a kolísanie teploty neovplyvňujú meranie.
Materiál je kontinuálne privádzaný do meracieho zariadenia pomocou automatického vzorkovača, zmeny v procese alebo v kvalite produktu tak môžu byť detekované prakticky v reálnom čase.
Na obrázku je systém Microtrac dynamickej analýzy obrazu v online prevádzky v továrni na hnojivá.
Úplne automatizovaný online systém vo výrobe
Pre mnoho úloh v technológii merania častíc je kľúčová spoľahlivá detekcia nadmerných častíc, napr. pri analýze abrazív alebo charakterizácie kovových práškov pre aditívnú výrobu. Dynamická analýza obrazu je pre takéto aplikácie ideálna. Ak kamera detekuje nadmerne veľkú časticu, bude tiež zobrazená vo výsledku.
Pravdepodobnosť detekcie je extrémne vysoká vďaka vysokej rýchlosti snímania až 320 snímok za sekundu a veľkému počtu zachytených častíc. V niektorých aplikáciách je možné zaručiť dokonca 100% presnosť detekcie. Príklad ukazuje analýzu vzorky kovového prášku, do ktorého boli pridané rôzne podiely nadmerných častíc. Systém dynamickej analýzy obrazu CAMSIZER X2 detekuje dokonca 0,005% veľkých častíc!
Spoľahlivá detekcia nadmerných rozmerov vo vzorke kovového prášku. Kovový prášok je menši ako 100 mikrometrov, nadmerná veľkosť je väčšia než 200 mikrometrov. Tabuľka ukazuje množstvo pridanej nadmerné veľkosti a percento nadmerné veľkosti zistené CAMSIZEROM X2
Veľký počet detekciou častíc v dynamickej analýze obrazu prináša ďalšiu výhodu: dosahuje sa extrémne dobré opakovateľnosti výsledkov.
Graf ukazuje päť po sebe idúcich meraní 3-modálnych zmesou sklenených guličiek v rozmedzí veľkostí od 50 mikrometrov do 1,5 mm.
Každé meranie trvalo približne 2,5 minúty a na jedno meranie bolo detekované 5 miliónov častíc.
Pri dynamickej analýze obrazu je opakovateľnosť vynikajúca
Dynamická analýza obrazu je použiteľná pre vzorky väčší ako približne 1 mikrometrov. Ak sa majú merať aj menšie častice, zvolíme metódu Laserové difrakcie.
Táto technika však neposkytuje informácie o tvare častíc a detekcie nadmerných častíc je oveľa menej citlivá.
Z tohto dôvodu je SYNC spoločnosti Microtrac novým meracím zariadením, ktoré jedinečne dopĺňa laserovú difrakciu o dynamickú analýzou obrazu!
Dnes je SYNC najmodernejším laserovým difrakčným analyzátorom spoločnosti Microtrac.
Microtrac ponúka širokú škálu nástrojov pre dynamickú analýzu obrazu.
Náš tím odborníkov Vám rád poradí s vašou aplikáciou pre našu radu produktov.
Pri statickej analýze obrazu (SAO, ISO 13322-1) sú častice pri zázname snímok v pokoji, ako pri mikroskope. Pri dynamickej analýze obrazu (DIA, ISO 13322-2) je prúd častíc zachytený kamerovým systémom. Metóda Static vytvára podrobné obrazy niekoľkých častíc, zatiaľ čo dynamická analýza obrazu dokáže vyhodnotiť veľa častíc vo veľmi krátkom čase. Výsledkom je, že opakovateľnosť a pravdepodobnosť detekcie nadmerných častíc sú vďaka dynamickej analýze obrazu výrazne lepšie.
Veľkou výhodou dynamickej analýzy obrazu je kompatibilita výsledkov s výsledkami tradičnej sitovej analýzy. Používatelia majú úžitok z kratšieho času merania a tým aj z vyššej priepustnosti vzorky, vysokej úrovne automatizácie (napr. online meranie) a nižšej náchylnosti na ľudské chyby. Pri dynamickej analýze obrazu už nie je potrebné časovo náročné váženie a čistenie sít.
Spodný merací rozsah pre dynamickú analýzu obrazu je ~0,8 mikrometrov, najväčšie detekovateľné častice sú ~135 mm. Spodný limit každého systému dynamickej analýzy obrazu je obmedzený rozlíšením kamier, horný limit veľkosťou zorného poľa (približne 1/3 uhlopriečky obrazu). Použitím dvoch kamier v jednom prístroji môžu analyzátory dosiahnuť rozsahov merania s faktorom až 10 000 medzi spodnou a hornou hranicou.
Dynamická analýza obrazu je vhodná pre širokú škálu rôznych aplikácií. Používa sa pre rutinnú kontrolu kvality a monitorovanie výroby aj pre úlohy výskumu a vývoja. Mnoho priemyselných odvetví už využíva výhody dynamickej analýzy obrazu napríklad pre farmaceutické výrobky, potraviny, hnojivá, piesok, stavebné materiály, plasty a všade tam, kde ľudia pracujú s práškovými alebo granulovanými výrobky.
Vďaka vysokej rýchlosti získavanie obrazu pri dynamickej analýze obrazu (60 - 320 snímok za sekundu, v závislosti na zariadení) je vo veľmi krátkom čase vyhodnotené veľké množstvo častíc. Rýchlo sa tak získa zmysluplný výsledok. Zvyčajne sú doby merania pre dynamickú analýzu obrazu 1-5 minút. Pretože meranie je bezdotykové, čistenie a údržbu nie je takmer potreba.
