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Partikelgrößenanalyse

Bei der Partikelgrößenmessung ist die Methode entscheidend

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Die Laserbeugung nimmt Partikel immer als Kugel wahr. Je weiter die Partikel von der Kugelform abweichen, desto weniger geeignet wird dieses Verfahren. Die moderne Bildanalyse bietet viele verschiedene Auswertemodi, die hervorragende Ergebnisse erzielen. Sie können aber auch verwirren, da jeder Modus ein anderes Ergebnis erzeugt, sofern es sich bei den Partikeln nicht um ideale Kugeln handelt. Dies soll an einem Beispiel verdeutlicht werden: Wenn zehn Leuten ein Suppenlöffel und ein Zollstock gegeben wird und man sie auffordert die „Partikelgröße“ des Löffels zu bestimmen, so werden unterschiedliche Ergebnisse erzielt. Der eine wird die Länge des Löffels messen, ein anderer den kleinsten Durchmesser und wieder ein anderer die Breite des Löffels, weil diese entscheidend ist, ob er in den Mund passt. Jeder erzielt damit einen Wert, der für die jeweilige Messung richtig ist, sich aber von den anderen unterscheidet.

Charakterisierung von Partikelgrößen mithilfe der Bildanalyse

Im Folgenden sind einige Möglichkeiten aufgeführt, wie Partikelgrößen mithilfe der Bildanalyse charakterisiert werden können:

  • Bei der Messung des äquivalenten Kreisdurchmessers werden alle Pixel des fotografierten Partikels aufsummiert und daraus eine runde Fläche gebildet.
  • Feret-Durchmesser werden wie mit einer Schublehre gemessen, indem zwei parallele Linien an die Kanten des Partikels angelegt werden, um deren Abstand zu messen. Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten: Der Feretmin gibt beispielsweise den geringsten möglichen Feret-Durchmesser an, während der Feretmax den größten Abstand der imaginären Linien misst. Es können auch mehrere Feret-Durchmesser, z.B. in 10-Grad-Schritten gemessen werden und daraus der Mittelwert gebildet werden. Dieser Wert wird oft als Feretmean bezeichnet.
  • Bei der Auswertung des begrenzenden Rechteckes wird das kleinstmögliche Rechteck über einen Partikel gelegt. Es kann die Größe der längeren und der kürzeren Kante gemessen werden. Die kürzere BRmin stimmt annähernd mit den Ergebnissen von Siebungen überein, da die Partikel wie am Beispiel des Reis gesehen das Sieb nur hochkant passieren können.

Fazit: Sieht man die vielen Fehlerquellen und unterschiedlichen Parameter, könnte man leicht zum Schluss kommen, dass die Partikelgrößenmessung ein ungenaues Messverfahren ist. Dies ist aber nicht der Fall. Wird eine Messung mit dem gleichen Messverfahren und den gleichen Parametern wiederholt, so gibt es sehr gut reproduzierbare Ergebnisse. Der Vergleich von Ergebnissen aus unterschiedlichen Messverfahren ist allerdings, ebenso wie in vielen anderen Bereichen der Analytik, nur eingeschränkt möglich.

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