Измерение шероховатости поверхности частиц для контроля качества

FlowCam ® — Блог о микроскопии потока изображений

Использование анализа формы частиц для обеспечения мер контроля качества в различных отраслях промышленности

Большинство материалов состоят из множества различных типов частиц различной формы и размеров. Характеризуя эти частицы, вы должны выяснить, сколько существует каждого типа. Простое распределение частиц по размерам, которое обычно выполняется с использованием лазерной дифракции или затенения света, дает только информацию о размере. Это может быть достаточно, если у вас однородная смесь, но что если у вас есть частицы одинакового размера, которые имеют разную форму? Если это так, то вы должны использовать метод, который может анализировать форму частиц.  

Многие отрасли будут анализировать форму частиц как часть их процессов качества, потому что форма может влиять на производительность их сырья или качество их конечного продукта. На такие характеристики, как текстура, текучесть, растворимость и реакционная способность, может влиять форма частиц. Вот несколько примеров того, как анализ формы частиц используется для обеспечения качества продукции и качества процесса.

Проверка однородной формы частиц для эффективности процесса

Колоночная хроматография используется в различных отраслях промышленности для разделения и очистки сложных смесей. Равномерная форма и размер упаковочного материала колонны обеспечивает более жесткий контроль плотности колонки и, в свою очередь, лучшую производительность колонки. Используя методы визуализации потока, вы можете легко анализировать материал насадки колонны для проверки однородности частиц. 

Приведенные ниже изображения были получены с помощью анализа партии упаковочного материала колонки, выполненного с помощью системы анализа частиц с динамическим изображением FlowCam. Круглые, приемлемые частицы показаны слева, и менее круглые, неприемлемые частицы справа. Анализ пришел к выводу, что в общей сложности 9 261 частиц, которые были отображены, сохранены и измерены, 8 921 из них (97,26% по объему) были приемлемыми, а 340 из них (2,74% по объему) были неприемлемыми. Партия прошла успешно, потому что более 95% частиц имели приемлемую форму … и анализ занял менее минуты.

Проверка однородной формы частиц для эффективности процесса

Одним из преимуществ системы FlowCam и программного обеспечения VisualSpreadsheet является то, что она обеспечивает быстрый и простой способ сортировки изображений по приемлемым и неприемлемым атрибутам. Затем вы можете в кратчайшие сроки экстраполировать статистически значимые результаты на большую группу материалов.

Измерение шероховатости поверхности частиц для контроля качества

Суперабразивы широко используются в приложениях для резки, шлифования и сверления твердых материалов. Наиболее эффективными являются частицы с однородной и гладкой поверхностью. В этом примере ниже партия микронизированных алмазов анализируется с помощью FlowCam, чтобы определить, соответствует ли она спецификациям производителя. По крайней мере, 95% алмазных частиц должны иметь однородную и гладкую поверхность.

На изображениях ниже показан результат пакетного анализа микронизированных алмазов с использованием VisualSpreadsheet. У набора слева есть относительно гладкий периметр с закругленными краями, тогда как у набора более угловатые. VisualSpreadsheet позволяет вам создавать специальные фильтры, чтобы помочь классифицировать ваши изображения на основе различных параметров, таких как объем, соотношение сторон, эквивалентный сферический диаметр. Таким образом, вы можете быстро отсортировать изображения, проанализировать содержимое образца и определить, соответствует ли он техническим требованиям. Для приведенного ниже примера процент угловатых частиц составлял менее 5%, и, следовательно, эта партия алмазов соответствовала установленной спецификации.

Измерение шероховатости поверхности частиц для контроля качества

Различные измерения частиц, которые можно использовать для определения шероховатости поверхности частиц, включая соотношение сторон, округлость и периметр. Программное обеспечение FlowSam VisualSpreadsheet даже имеет измерение шероховатости, которое может измерять неровности поверхности частицы. 

Определение различных типов частиц для оценки процесса

Производитель электронных устройств использует FlowCam для анализа промывочной воды — устройства промывают для удаления следов волокон, металлов и пластмасс из производственного процесса. Важно, чтобы промывочная вода содержала минимальное количество определенных типов частиц — в частности, волокон, платик и металлов — слишком много указывают на производственную проблему и потенциальные отказы устройства. 

В воде для стирки были обнаружены разнообразные частицы: длинные, тонкие частицы волокна; полупрозрачная металлическая стружка; и более непрозрачные пластиковые частицы. Создавая библиотеки на основе характеристик частиц, каждый прогон автоматически фильтровался по типу частиц, и соответствующий объемный процент, частицы / мл и PPM рассчитывались в реальном времени. Изображения ниже показывают образец, отсортированный по разным типам частиц.  

Определение различных типов частиц для оценки процесса

С помощью FlowCam производитель может быстро идентифицировать и количественно определить частицы, найденные в промывочной воде, а также определить области производственного процесса, на которые может потребоваться внимание.