Laserbeugung: Partikelgrößenbestimmung nach ISO 13320 

Messgeräte

Partikelgröße

Die Größe eines Partikels ist nur bei kugelförmigen Partikeln mit einer einzigen Dimensionszahl vollständig anzugeben. Da die meisten Partikel von solcher idealisierten Partikelform abweichen, steht im Mittelpunkt vieler Messmethoden zur Bestimmung von Partikelgrößenverteilungen die Angabe von sogenannten Äquivalentdurchmessern. Abhängig vom Messverfahren werden also Partikelgrößen von kugeläquivalenten Partikeln ermittelt, welche z.B. die gleiche Masse, Projektionsfläche, Volumen Parameter besitzen. Im Falle der Laserbeugung erfolgt die Umrechnung auf kugelförmige Partikel aus den aufgenommenen Beugungsintensitäten von Laserlicht.

Messmethode

Partikel beugen das Licht eines monochromen Laserstrahls. Partikel mit einem großen Durchmesser beugen den Laserstrahl nur wenig, d.h. in einem kleinen Winkel. Die Lichtspektren der kleinen Partikel dagegen müssen aufgrund stärkerer Beugung in größeren Winkeln gegenüber dem Laserstrahl aufgenommen werden. Die Detektoren des Messgerätes nehmen in ihrer Gesamtheit ein Intensitätsbild des gebeugten Laserlichts auf. Aus diesen winkelabhängigen Lichtintensitäten wird durch eine komplexe Mathematik, basierend auf der Theorie nach MIE oder auf der FRAUNHOFER-Näherung, die Partikelgrößenverteilung berechnet.

Vorteile

CILAS führte die kommerzielle Nutzung der Laserbeugungsmethode vor mehr als 40 Jahren ein. Seither hat sich in vielen Bereichen die Laserbeugung wegen erheblicher Zeitersparnis, großem Messbereich und hoher Flexibilität bzgl. verschiedenster Stoffsysteme gegenüber traditionelleren Messmethoden zur Partikelgrößenanalyse durchgesetzt.

Die CILAS-Lasergranulometer zeichnen sich seit jeher durch eine hohe Reproduzierbarkeit, Robustheit und Langlebigkeit sowie exzellente Bedienbarkeit aus. Die jüngste Kombination der CILAS-Partikelanalysatoren mit der EXPERT SHAPE-Option bietet bei einem unübertroffenen Preis-Leistungsverhältnis zusätzliche Partikelformauswertungen. Messungen sind sowohl im Flüssig- als auch im Trockenmodus möglich - die betreffenden Kombigeräte gestatten hierbei den Wechsel mit einem einzigen Mausklick. Die Abbildungen zeigen das CILAS 1090LD mit der EXPERT SHAPE-Option und einem Ausschnitt von Partikeln, welche mit der EXPERT SHAPE-Option des CILAS 1090 visualisiert und ausgewertet wurden (Bildanalyse nach ISO 13322).

Beispiele

1. Es wurden Gemische der BCR-Standards 66 und 67 hergestellt und mit dem CILAS 1090L vermessen, der Anteil an BCR66 betrug in Prozent: 100, 98, 95, 90, 85, 75, 50, 25, 15, 10, 5 und 2. Die Darstellung verdeutlicht die exakte Wiedergabe der Mischungsverhältnisse.

 Literatur