Análise dinâmica de imagens Caracterização atualizada de tamanho e formato de partículas

A Análise Dinâmica de Imagens (DIA) é um método moderno de caracterização de partículas para a determinação de distribuições de tamanho e parâmetros de formato. Permite análises rápidas com excelente precisão e reprodutibilidade em uma faixa de medição extremamente ampla. Com o renomado sistema CAMSIZER, a Microtrac lançou seu primeiro Analisador Dinâmico de Imagens há mais de 20 anos e tem impulsionado a inovação tecnológica desde então.

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Tecnologia de rastreamento de partículas 3D

CAMSIZER 3D

Faixa de medição: 20 µm - 30 mm
Análise seca de granulados e materiais a granel
Detalhes do produto

Análise dinâmica de imagens Tecnologia

Informações fundamentais sobre o princípio funcional, as vantagens e a aplicação da análise dinâmica por imagem
Outras informações

Analisador de tamanho e formato de partículas CAMSIZER X2

Faixa de medição: 0.8 µm - 8 mm
Análise seca e úmida de pós e suspensões
Detalhes do produto

Analisador de tamanho e formato de partículas CAMSIZER XL

Intervalo de medição: 160 µm - 135 mm
Adequado para partículas extra-grandes
Detalhes do produto

Analisador de tamanho e formato de partículas CAMSIZER ONLINE

Intervalo de medição: 30 µm - 35 mm
Sistema online para integração do processo com serviços de fornecimento de amostras de terceiros
Autolimpeza
Detalhes do produto

Analisador de tamanho e formato de partículas CAMSIZER ONLINE XL

Intervalo de medição: 160 µm - 135 mm
Sistema online para integração do processo com serviços de fornecimento de amostras de terceiros
Autolimpeza
Detalhes do produto

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Introdução à análise dinâmica por imagem (DIA)

Em muitas aplicações, as informações sobre tamanho e formato de partículas são importantes indicadores para o processo e a qualidade. Com a análise dinâmica por imagem segundo a ISO 13322-2, torna-se possível analisar diretamente essas importantes propriedades dos materiais das amostras de modo detalhado e representativo.

Na análise dinâmica por imagem gera-se uma corrente de partículas a ser registrada e analisada por um sistemas de câmeras. Portanto, as partículas estarão em movimento durante o registro da imagem. Na maioria dos casos, a análise dinâmica por imagem inclui a iluminação unilateral da corrente de partículas por uma fonte de luz e o registro das imagens das partículas como projeções de sombra. As partículas podem mover-se em queda livre (no caso de grânulos capazes de fluir livremente e ser vertidos) em uma corrente de líquido ou de ar, o que assegura a separação das partículas mesmo no caso de pós aglomerados.

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Análise dinâmica de imagens - Princípio de funcionamento

A diferença entre análise estática e dinâmica por imagem

A diferença crucial entre análise estática e dinâmica por imagem é que na análise estática por imagem as partículas permanecem depositadas sobre um suporte e não se movem relativamente à câmera durante a captação, tal como ocorre num microscópio. A

Análise estática por imagem é utilizada predominantemente para medir estreitas distribuições de tamanho com foco na caracterização de partículas muito finas. Este método fornece imagens de partículas em alta resolução que permitem uma descrição de tamanho e formato com extraordinária precisão, sendo aplicado principalmente em pesquisa & desenvolvimento.

Por outro lado, a análise dinâmica por imagem é ideal para medições rotineiras de granéis, pós, grânulos e suspensões. Este método se caracteriza por alto rendimento por amostra, confiabilidade e excelente reprodutividade.

Análise estática por imagem (ISO 13322-1)

Análise dinâmica de imagens (ISO 13322-2)

Análise estática por imagem (ISO 13322-2)

Intervalo de medição e calibragem de um sistema de análise dinâmica por imagem

A escala reprodutiva de um sistema de análise dinâmica por imagem é determinada por calibragem. Para isso inserem-se objetos referenciais de alta precisão no dispositivo, para serem medidos pelas câmeras.

Isto resulta numa escala de imagem em pixels/milímetros e determina a resolução e o limite de detecção do sistema medidor.

Em geral, os objetos referenciais são placas de vidro nas quais se aplicaram elementos circulares definidos por meio de litografia eletrônica. A calibragem é feita de fábrica, mas pode ser repetida e conferida pelo usuário a qualquer momento em apenas 1-2 minutos.

O limite superior do intervalo de medição é limitado pelo tamanho da imagem. Partículas de até aprox. 1/3 da diagonal da imagem ainda podem ser detectadas razoavelmente mediante análise dinâmica por imagem.

Retículo de calibragem para um sistema CAMSIZER Microtrac

Tecnologia de câmera dual em analisadores dinâmicos por imagem

A utilização simultânea de duas câmeras em um mesmo analisador estende significativamente o intervalo de medição da análise dinâmica por imagem. As duas câmeras da série CAMSIZER de analisadores de partículas são otimizadas para diferentes faixas de tamanho: a câmera ZOOM capta com grande precisão partículas pequenas graças à sua alta resolução, enquanto a câmera BASIC analisa simultaneamente partículas grandes num campo de visão maior.

Isto proporciona condições ideais de medição para cada faixa de tamanho. O resultado geral é obtido pela combinação de câmeras ZOOM e BASIC.

A grande vantagem deste método de análise dinâmica por imagem é um amplo intervalo de medição dinâmica com um fator de até 10.000 entre o limite inferior e o superior, e isso sem ajustes dos componentes ópticos (sem substituição de lentes ou objetivas).

Duas câmeras operam durante a medição: A câmera BÁSICA (vermelha) analisa as partículas maiores, e a câmera ZOOM (azul) capta as partículas pequenas. Esse procedimento assegura condições de medição otimizadas para todos os tamanhos de partícula distribuídos.

Tamanho e formato de partículas mediante análise dinâmica por imagem

A análise dinâmica por imagem permite registrar e avaliar quantitativamente muitos diferentes parâmetros morfológicos de todas as partículas detectadas. A distribuição de tamanho das partículas pode basear-se em diferentes definições de tamanho, tais como largura da partícula, comprimento da partícula ou diâmetro de um círculo de mesma área.

Os tamanhos são determinados, por exemplo, como dimensões de corda, comprimentos de Fered ou diâmetros de Martin. A análise dinâmica por imagem também pode ser empregada para uma análise de formato de partículas, p.ex. para caracterizar parâmetros como redondeza, circularidade, proporção de aspecto, convexidade, simetria e muitos mais.

Mais vantagens da análise dinâmica por imagem

1. Substituição de análise por peneiramento

Em muitos ramos, o método da análise dinâmica por imagem já substituiu a tradicional análise por peneiramento.

Os resultados são quase 100% comparáveis e, graças à medição amplamente automática, consegue-se analisar um volume muito maior de amostras, com menores necessidades de limpeza e manutençãos.

Muitos clientes da Microtrac conseguiram substituir a demorada análise por peneiramento com o emprego do sistema CAMSIZER sem precisar abrir mão das especificações de qualidade costumeiras.

Perfeita coerência entre os resultados de medições de análise por peneiramento e pelo CAMSIZER P4 para um fertilizante granulado.

2. Operação online

Para muitas aplicações, a análise dinâmica por imagem também pode ser diretamente integrada como sistema de medição online em algum processo.

A robustez dos instrumentos permite que sejam usados em ambiente de produção: poeira, vibração e temperatura são flutuações que não afetam a medição.

O material é introduzido continuamente no dispositivo de medição por meio de um amostrador automático, de modo que mudanças no processo ou na qualidade dos produtos podem ser detectadas praticamente em tempo real.

A ilustração mostra um sistema de análise dinâmica por imagem Microtrac em operação online numa fábrica de fertilizantes.

Sistema online totalmente automatizado em ambiente de produção

3. Partículas superdimensionadas

Para muitas finalidades da tecnologia de medição de partículas, é crucial uma detecção confiável de partículas superdimensionadas, p.ex. na análise de abrasivos ou na caracterização de pós metálicos para produção de aditivos. A análise dinâmica por imagem é ideal para tais aplicações. Quando a câmera detecta a partícula superdimensionada, esta será também apresentada no resultado.

A probabilidade de detecção é extremamente elevada graças à alta taxa de captação de 320 quadros por segundo e o grande número de partículas captadas. Em algumas aplicações podem-se mesmo garantir 100% de precisão na detecção. O exemplo mostra a análise de uma amostra de pó metálico à qual se acrescentaram partículas superdimensionadas em diferentes proporções. O sistema de análise dinâmica por imagem CAMSIZER X2 detecta mesmo 0,005% de partículas grandes!

Detecção confiável de superdimensionamento em uma amostra de pó metálico. O pó metálico é menor que 100 µm, as partículas maiores têm mais de 200 µm. A tabela mostra a quantidade de partículas maiores acrescentadas e a porcentagem destas detectada pelo CAMSIZER X2.

4. Repetitividade

O grande número de detecção de partículas na análise dinâmica por imagem traz outra vantagem: obtém-se uma repetitividade extremamente alta dos resultados.

O gráfico mostra cinco medições consecutivas de uma mistura trimodal de pérolas de vidro num intervalo de tamanho de 50 μm a 1,5 mm.

Cada medição levou aproximadamente 2,5 minutos, com 5 milhões de partículas detectadas por medição.

Na análise dinâmica por imagem, a repetitividade é excelente

5. A análise dinâmica por imagem complementa a difração de laser

A análise dinâmica por imagem é aplicável a amostras acima de aprox. 1 µm. Havendo necessidade de medir também partículas menores, a difração de laser será o método a aplicar.

Todavia, esta técnica não fornece informações sobre o formato de partículas, e a detecção de partículas superdimensionadas é muito menos sensível.

Por isso, o SYNC da Microtrac é um novo dispositivo medidor que complementa de forma exclusiva a difração de laser com a análise dinâmica por imagem!

O SYNC é o analisador por difração de laser mais avançado da Microtrac.

Microtrac MRB Produtos & Contato

A Microtrac oferece uma ampla linha de instrumentos para análise dinâmica por imagem.

Para a linha de produtos

Nossa equipe de especialistas está à disposição para orientá-lo sobre sua aplicação e sobre a nossa linha de produtos.

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Análise dinâmica de imagens - FAQ

Qual é a dierença entre análise por imagem dinâmica e estática?

Na análise estática por imagem (SIA, ISO 13322-1), as partículas permanecem em repouso enquanto são registradas, tal como ocorre num microscópio. Na análise dinâmica por imagem (DIA, ISO 13322-2), um sistema de câmeras registra uma corrente de partículas. O método estático gera imagens detalhadas de algumas poucas partículas, enquanto a análise dinâmica por imagem consegue avaliar muitas partículas em muito pouco tempo. Graças a isso, a repetitividade e a probabilidade de detecção de partículas superdimensionadas é significativamente melhor com a análise dinâmica por imagem.

Pode a análise dinâmica por imagem substituir a análise por peneiramento?

Uma vantagem importante da análise dinâmica por imagem é a compatibilidade dos resultados com os da tradicional análise por peneiramento. O usuário beneficia-se do tempo de medição menor e, assim, de maior rendimento por amostra, de um elevado nível de automação (p.ex. medição online) e de menor susceptibilidade a erros humanos. Com a análise dinâmica por imagem dispensam-se a demorada pesagem e a limpeza das peneiras.

Qual é o intervalo de medição da análise dinâmica por imagem?

O limite inferior do intervalo de medição da análise dinâmica por imagem é de ~0,8 µm, as maiores partículas detectáveis medem ~135 mm. O limite inferior de cada sistema de análise dinâmica por imagem é a resolução das câmeras, e o limite superior é o tamanho do campo visual (aprox.. 1/3 da diagonal da imagem). Com emprego de duas câmeras no mesmo instrumento, os analisadores conseguem atingir intervalos de medição com um fator de até 10.000 entre os limites inferior e superior.

Que amostras são adequadas para análise dinâmica por imagem?

A análise dinâmica por imagem é adequada para uma ampla faixa de diferentes aplicações. É usada para controle de qualidade rotineiro e monitoramento de produção, bem como para fins de P$amp;D. Muitas indústrias já se beneficiam com as vantagens da análise dinâmica por imagem, p.ex. de produtos farmacêuticos, alimentos, fertilizantes, areia, materiais de construção, plásticos e onde quer que se trabalhe com pós ou produtos granulados.

Quanto tempo dura uma medição mediante análise dinâmica por imagem?

Graças à elevada taxa de captação de imagens da análise dinâmica por imagem (60 – 320 imagens por segundo, dependendo do equipamento), um grande número de partículas será avaliado em tempo muito breve. Assim obtêm-se muito rapidamente resultados significantes. Tipicamente, os tempos de medição com análise dinâmica por imagem duram de 1 a 5 minutos. Como a medição é isenta de contato, a necessidade de limpeza e manutenção é muito reduzida.