Dynamische Bildanalyse (DIA)

Dynamische Bildanalyse (DIA) ist eine moderne, leistungsfähige Methode zur Charakterisierung von Partikelgröße und Partikelform von Pulvern, Granulaten und Suspensionen.

Die Analysatoren CAMSIZER P4 und CAMSIZER X2 von Retsch Technology arbeiten nach dem Prinzip der DIA. Dank des patentierten Zwei-Kamera-Prinzips (Dual Camera Technology) decken die beiden Geräte jeweils einen sehr breiten dynamischen Messbereich von 20 µm bis 30 mm bzw. 0,8 µm bis 8 mm ab. Die Dual Camera Technology basiert auf dem simultanen Einsatz zweier Kameras in den Messsystemen. Sie ermöglicht die Erfassung sowohl feiner als auch grober Partikel in einem breiten Messbereich mit hoher Auflösung und Nachweiswahrscheinlichkeit.

Die Dynamische Bildanalyse wird bei der Qualitäts- und Prozesskontrolle von Pulvern und Granulaten für eine Vielzahl von Applikationen in zahlreichen Industrien eingesetzt. Dank ihrer überlegenen Leistungsfähigkeit ersetzt die DIA dabei häufig konventionelle Methoden wie die Siebanalyse oder die Laserbeugung. Bildgebende Verfahren bieten eine Reihe von Vorteilen gegenüber diesen Methoden: Sie liefern eine Vielzahl verschiedener Größen- und Formparameter mit hoher Detailgenauigkeit von jedem einzelnen Partikelabbild. Die Auflösung der Messergebnisse ist den anderen Verfahren dadurch weit überlegen.

  • CAMSIZER® P4

    CAMSIZER<sup>®</sup> P4
    • Messprinzip: Dynamische Bildanalyse (ISO 13322-2)
    • Messbereich: 20 µm bis 30 mm
    • Art der Analyse: Trockenmessung von Pulvern, Granulaten und Schüttgut
  • CAMSIZER® X2

    CAMSIZER<sup>®</sup> X2
    • Messprinzip: Dynamische Bildanalyse (ISO 13322-2)
    • Messbereich: Standard
      0.8 µm bis 8 mm
      10 µm bis 8 mm (Freifalldispersion)
      0.8 µm bis 5 mm (Druckluftdispersion)
      0.8 µm to 1 mm (Nassdispersion)
      Erweiterte Messbereiche
      für Details bitte hier klicken
    • Art der Analyse: Trocken- und Nassmessung

Technische Grundlagen der Dynamischen Bildanalyse

Die dynamische Bildanalyse analysiert die Schattenprojektionen von Partikeln. CAMSIZER P4 und CAMSIZER X2 wandeln die Graustufenbilder mit einem mehrstufigen Analysealgorithmus in Binärbilder um und bestimmen die genaue Kontur.

Auf dieser Grundlage lassen sich alle Partikelgrößen- und Partikelformparameter messen. Die Werte der Einzelmessungen werden schon während der Analyse in 10.000 Größenklassen sortiert, was eine extrem hohe Auflösung der Ergebnisse ermöglicht.

Dynamische Bildanalyse (DIA) - Grössen- und Formparameter

Bildgebende Verfahren bieten den entscheidenden Vorteil, verschiedene Größendefinitionen zu verwenden und so direkte Längen- und Formmessungen zu ermöglichen.

Je nach Anwendung können unterschiedliche Größenparameter von Interesse sein.:

  1. Werden beispielsweise „gestreckte“ Partikel wie Cellulosefasern, Katalysatorstäbchen, Kunststoffextrudate oder Reiskörner analysiert, ist die Länge der Partikel der maßgebliche Parameter.
  2. Strebt man dagegen eine Vergleichbarkeit zur Analysensiebung an, so stellt die Partikelbreite die „richtige“ Größe dar, da die Partikel sich auf dem Sieb so orientieren, dass sie mit ihrer kleinsten Projektionsfläche die Siebmaschen passieren.
Partikelgrößenverteilungen können bei der Dynamischen Bildanalyse auf unterschiedlichen Größendefinitionen basieren. Der Parameter xc min ist eine Definition der Partikelbreite, xFe max beschreibt die Länge. Dementsprechend ist das xFe max Ergebnis größer als xc min. Bei der Größendefinition xarea wird zu jedem Partikelbild der Durchmesser eines Kreises mit gleichem Flächeninhalt berechnet.

Dynamische Bildanalyse (DIA) - Messbereich

Die Unter- und Obergrenzen des Messbereichs von Bildanalysesystemen sind durch verschiedene Faktoren festgelegt (siehe ISO 13322-1 und -2).

Die Untergrenze wird über die Auflösung der Kameras definiert. Entscheidend dabei ist, welche kleinste Partikelgröße über die abbildende Optik noch auf einen einzelnen Pixel (= „Picture Element“) auf dem Kamera-Chip abgebildet werden kann. Der Abbildungsmaßstab wird durch Vermessung von Kalibrierobjekten mit genau definierten Abmessungen ermittelt. Das kleinste messbare Partikel schattet mindestens die Hälfte eines einzelnen Pixels auf dem Kamera-Chip ab und diese Größe wird üblicherweise als Nachweisgrenze bzw. untere Messbereichsgrenze angegeben.

Die Obergrenze des Messbereichs jedes Analysators, der mit dynamischer Bildanalyse arbeitet wird durch das Messfeld der Kameras festgelegt. Partikelprojektionen, die den Rand des Sichtfeldes berühren, müssen verworfen werden, da die korrekte Größe des Partikels nicht ermittelbar ist. Da große Partikel mit höherer Wahrscheinlichkeit den Bildrand berühren, werden sie dadurch in der Auswertung unterrepräsentiert. Bei den CAMSIZER-Systemen wird dies durch eine Randfehlerkorrektur nach ISO 13322-1 kompensiert, deren Algorithmus bewirkt, dass der Anteil der großen Partikel an der Gesamtmenge korrekt angegeben wird.