Mesure des particules Qu'est-ce que la granulométrie et comment est-elle mesurée ?

Il existe différentes méthodes de mesure des particules pour caractériser les distributions granulométriques dans les granulés, les matériaux en vrac, les poudres et les suspensions, notamment la diffraction laser, l'analyse d'images, la diffusion dynamique de la lumière et l'analyse au tamis.

La mesure des particules avec ces différentes méthodes conduit à des résultats différents, car la < < taille > > des particules peut être interprétée de manière très différente: La taille n ' est définie sans ambiguïté que pour les particules sphériques (diamètre = granulométrie). Dans toutes les directions de mesure possibles, le même résultat est obtenu.

Pour les particules non sphériques, en revanche, le résultat de la mesure des particules dépend à la fois de l ' orientation des particules pendant le processus de mesure et des particularités de la méthode utilisée. Comme le résultat d ' une mesure des particules dépend de la manière dont la < < taille > > est définie, il y a souvent confusion dans l ' interprétation des résultats de la mesure.

Grâce à une compréhension approfondie des forces et faiblesses de chaque méthode, Microtrac offre une gamme de produits inégalée de technologies pour la mesure des particules. Nos experts seront heureux de vous aider à trouver la solution adaptée à votre application.

Mesure de particules avec analyse d'image statique ou dynamique

Les techniques d'imagerie pour la mesure des particules offrent un certain nombre d'avantages. On distingue la mesure des particules avec Analyse dynamique des images et Analyse statique des images.

Avec la méthode statique, les particules sont au repos pendant la mesure (comme avec un microscope); avec l'analyse dynamique des images, les particules en mouvement sont analysées, soit dans un liquide, soit dans un flux d'air, soit en chute libre. En analysant des images individuelles de particules, on mesure à la fois la forme et la taille. On peut par example spécifier les diamètres de la furet pour décrire les différentes dimensions.

Celles-ci sont déterminées comme on le ferait avec un pied à coulisse: en mesurant la distance entre tangentes parallèles. La plus grande distance serait la longueur de la furet (X_{Fe max}), la plus petite la largeur de la furet (X_{Fe min}). Des alternatives seraient les dimensions des cordes (par exemple le plus petit diamètre intérieur, X_{c min}) ou le diamètre de Martin (bisectrice de l'aire). En outre, le diamètre d'un cercle à surface égale peut être défini comme la taille de la projection de particules. Selon le problème, une définition de taille appropriée est utilisée pour la mesure des particules.

Différentes définitions de taille en analyse d'image. X_{c min} (largeur des particules, rouge), X_aire (diamètre du cercle d'aire égale, vert) et X_{Fe max} (longueur des particules, bleu). Selon la définition de taille choisie, on obtient un résultat de mesure différent (courbes cumulées à droite)

Mesure de particules par diffraction laser

Il y a quelques différences fondamentales dans la mesure des particules par diffraction laser par rapport à l'analyse d'image.

Alors que dans les techniques d'imagerie, chaque particule enregistrée représente un événement de mesure et est incluse dans le résultat global, la lumière diffusée ou l'analyse de diffraction sont des techniques dites de mesure d'ensemble. Cela signifie que le signal de mesure est généré simultanément par de nombreuses particules de tailles différentes.

Il s'agit donc d'une superposition d'intensités lumineuses diffusées dépendantes de l'angle, à partir de laquelle les contributions des différentes tailles de particules doivent être calculées. Ceci se fait soit via le Mie theory, pour lequel l'indice de réfraction des particules doit être connu, soit via l'approximation de Fraunhofer, qui n'est cependant utilement applicable que pour les particules plus grandes.

La mesure des particules par diffraction laser ne peut pas distinguer entre longueur et largeur. Toutes les données de lumière diffusée sont renvoyées à un modèle sphérique, ce sont des diamètres dits équivalents. Pour les particules non sphériques, il en résulte généralement une distribution plus large en sortie qu'en analyse d'image.

Comparabilité de la mesure des particules avec différentes méthodes

Analyse d'image et analyse de tamis: très bonne comparabilité lorsque l'analyse d'image considère la largeur des particules lors de l'évaluation d'image. L'analyse 3D améliore la comparabilité. La mesure des particules par analyse d'image peut complètement remplacer le tamisage!

Analyse d'image et diffraction laser: Bonne comparabilité. La diffraction laser montre souvent des distributions plus larges, en particulier pour les particules de forme fortement irrégulière. Pour l'analyse d'image, la définition xarea est à utiliser.

Analyse de tamis et diffraction laser:peu comparable, la diffraction laser tend à donner un résultat plus important.

Diffraction laser et diffusion dynamique de la lumière: se compare bien, pour les petites particules ( < 100nm) la DLS est meilleure, pour les grosses particules ( > 1μm) la diffraction laser est supérieure.