Description
Spécifications générales |
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| Dimensions (L x l x H) | 820 × 610 × 290 mm |
| Masse | 48 kilogrammes |
| Paramètres électriques | CC 24 V, 50/60 Hz, 20 W |
| Configuration informatique recommandée | |
| Interface de connectivité | Au moins un port USB 2.0 ou USB 3.0 haut débit requis |
| Système d’exploitation | Windows 7 / Windows 10 |
| Spécifications matérielles | Intel Core i7, 8 Go de RAM, 500 Go de disque dur, deux interfaces PCI-E X16 |
| * Le Bettersizer S3 Plus est également disponible dans un modèle à caméra unique (0,5x). | |
Technologies utilisées
Le terme « analyse d’image » décrit le mécanisme suivant : l’analyseur d’image capture d’abord une image d’une particule 3D, puis effectue l’analyse en fonction de l’image de projection de particules 2D. En fonction de l’état de mouvement des particules pendant la mesure, la méthode d’analyse d’image est divisée en 2 types : l’une est la méthode d’analyse d’image dynamique ( DIA ) et l’autre est la méthode d’analyse d’image statique ( SIA ).
Pourquoi l’analyse d’image ?
Aujourd’hui, la taille des particules seule peut ne pas être suffisante pour commercialiser des produits qualifiés. De nombreuses industries se tournent vers l’analyse de la taille et de la forme des particules. C’est là qu’intervient la méthode d’analyse d’image. La nécessité d’analyser la taille et la forme de chaque particule, combinée à une puissance de traitement PC toujours croissante, garantit que les méthodes d’imagerie automatisées deviennent de plus en plus pertinentes pour un marché qui profite des avantages particules non sphériques.
Les méthodes d’imagerie automatisées pour la détermination de la distribution granulométrique d’un matériau offrent un avantage fondamental par rapport aux méthodes alternatives telles que la diffusion statique de la lumière, la sédimentation ou le tamisage : chaque particule est photographiée et donc analysée individuellement ! De plus, la photographie individuelle des particules donne la possibilité d’effectuer des calculs statistiques non seulement de la taille des particules mais également de la forme des particules, ce qui se traduit par plusieurs avantages importants pour la détermination de la distribution granulométrique (forme) :
- Valeurs proportionnelles réalistes également aux bords de la distribution granulométrique, c’est-à-dire détection de particules surdimensionnées ou de particules fines
- Paramètres de taille et de forme plus significatifs de chaque particule, au lieu du diamètre des sphères idéales. par exemple la longueur géodésique ou l’allongement des fibres.
- Pour plus d’informations, veuillez consulter le guide des paramètres de taille et de forme des particules
- Changements flexibles entre les types de distribution (volume / surface / nombre) en fonction de la tâche particulière
- Appréciation visuelle de l’état dispersant d’un échantillon (qualité dispersante, présence d’agglomérats)
- Différenciation plus poussée des matériaux. Par exemple, en plus de la distribution granulométrique, la rugosité de la surface des particules joue un rôle important pour le succès de la mise en forme ou du polissage.
Comment faire une analyse d’image ?
La détermination de la taille et de la forme des particules par la méthode d’analyse d’image comprend 4 étapes de base :
1. Prise de vue
Le processus de prise d’image est la base de la méthode d’analyse d’image. Des caméras numériques spéciales sont utilisées pour assurer une vision claire contenant des images nettes de particules. Si nécessaire, la caméra peut être associée à un microscope.
2. Traitement d’image et détection de particules
Un logiciel approprié traite les images capturées : le bruit du signal, les pixels isolés et les particules de bordure sont éliminés, la luminosité est ajustée pour renforcer le contraste entre la particule et l’arrière-plan, etc.
Les particules sont ensuite séparées du fond. Selon l’application, des exigences particulières seront utilisées pour filtrer une partie des particules, telles que des agglomérats, des bulles ou des poudres métalliques réfléchissantes.
3. Calcul de la taille et de la forme des particules
Les paramètres de taille et de forme de chaque particule seront calculés avec le logiciel.
4. Calculs statistiques et classification
Les particules sont classées en classes (par exemple classes d’équivalent de taille) sur la base de leurs caractéristiques attribuées (paramètres de taille et de forme).
Chaîne de traitement
Références et normes
/1/ ISO 13322-1: Particle size analysis – Image analysis methods – Part 1: Static image analysis methods
/2/ ISO 13322-2: Particle size analysis – Image analysis methods – Part 2: Dynamic image analysis methods
/3/ ISO 9276-6 Representation of results of particle size analysis – Part 6: Descriptive and quantitative representation of particle shape and morphology
La distribution granulométrique est un paramètre crucial dans de nombreuses applications impliquant des poudres ou des dispersions. Ceux-ci incluent des matériaux de construction comme le ciment et le sable, des produits pharmaceutiques, des céramiques, des pigments colorés, des engrais, des émulsions, etc. Au fur et à mesure que la gamme d’applications s’élargit, les exigences des méthodes de mesure en termes de plage de taille, de temps de mesure et de reproductibilité augmentent également.
La mesure des particules proches des limites de la plage et la détection simultanée des tailles de particules petites (gamme nanométrique) et grosses particules (gamme millimétrique inférieure) pour des échantillons polymodaux ou largement distribués sont particulièrement difficiles. Cependant, les analyseurs de taille de particules à diffraction laser modernes tels que le Bettersizer S3 Plus surmontent ces défis grâce à une conception de système optique innovante qui détecte la lumière rétrodiffusée de très petites particules et capture les grosses particules avec une caméra CCD haute vitesse intégrée ou une combinaison de méthode de diffraction laser et méthode d’analyse d’images.
Méthode de mesure
La méthode de diffraction laser du dimensionnement des particules implique l’interaction du laser (lumière monochromatique et cohérente) avec des particules qui doivent être mesurées en termes de taille. La diffraction des ondes lumineuses par les particules suit un schéma distinct en fonction de leur taille : les particules plus grosses diffusent plus de lumière vers l’avant. Pour les particules inférieures à 100 nm, l’intensité de diffusion est presque la même dans toutes les directions.
Diffraction laser sur des particules de différentes tailles
L’intensité de diffusion est déterminée par des détecteurs fixes en fonction de l’angle. Les systèmes de diffraction laser de pointe tels que le granulomètre à diffraction laser Bettersizer S3 Plus garantissent la détermination des intensités de diffusion dans une plage angulaire continue de 0,02 à 165°, c’est-à-dire vers l’avant, le côté et vers l’arrière. Ceci est réalisé au moyen du système optique unique Dual Lens and Oblique Incidence (DLOI) : des lentilles de Fourier (lentille collective) sont positionnées entre le laser et les particules ainsi qu’entre les particules et les détecteurs. Les particules interagiront avec la lumière dans un faisceau laser parallèle. Cela offre l’avantage que la lumière diffusée peut également être détectée à de très grands angles (dans la direction de diffusion vers l’arrière) et ainsi même de très petites particules peuvent être détectées et mesurées avec précision. Grâce à la technologie DLOI, les problèmes des configurations de mesure conventionnelles peuvent également être évités. Par conséquent, ni les lentilles appropriées pour la plage de mesure de la taille des particules correspondante ne doivent être sélectionnées avant la mesure (par rapport à l’optique de Fourier), ni les inexactitudes de mesure ne résultent de différentes distances particule-détecteur si toutes les particules ne se trouvent pas dans un plan (par rapport à l’optique de Fourier inverse).
Dessin schématique de la technique innovante DLOI de Bettersizer S3 PLUS et du système de caméra CCD (x0,5 et x10)
Pour calculer la distribution granulométrique à partir des spectres de diffusion mesurés, la théorie de FRAUNHOFER ou de MIE est appliquée. La théorie de FRAUNHOFER est basée sur l’hypothèse de particules opaques et sphériques : le motif diffusé correspond à une fine plaque bidimensionnelle opaque – la diffraction ne se produit qu’aux bords. Par conséquent, aucune constante d’entrée optique supplémentaire du matériau n’est nécessaire pour ce calcul. En revanche, la théorie MIE utilise l’hypothèse de particules pratiquement translucides et sphériques, ce qui signifie que la lumière imprègne la matière et se diffuse élastiquement au niveau des atomes de la particule. La connaissance de l’indice de réfraction complexe des particules et du liquide est également nécessaire. Cette théorie est applicable aux particules de toutes tailles.
La figure suivante montre un exemple de distribution granulométrique pondérée en volume d’une poudre de carbonate de calcium – mesurée avec un Bettersizer S3 Plus. La courbe de débit cumulé (ligne bleue) et l’histogramme résultant (barre noire) sont visibles.
Exemple de mesure de diffraction laser
Principes fondamentaux du Bettersizer S3 Plus
Installation et mise en service
