Почему лазерная дифракция не видит форму частиц
Лазерная дифракция не видит форму – только размер. Линейка BeVision (S1, D2, W1) решает эту задачу: анализ частиц от 0,1 мкм до 13 мм с интеллектуальной фокусировкой и режимом сшивания изображений.
Лазерная дифракция – один из самых распространённых методов определения гранулометрического состава. Принцип основан на анализе углового распределения интенсивности света, рассеянного частицами при прохождении через них лазерного луча. Многоэлементный детектор фиксирует индикатрису рассеяния, а математическая обработка с использованием теории Ми или Фраунгофера позволяет рассчитать распределение частиц по размерам.
Однако у метода есть фундаментальные ограничения:
• Предположение о сферической форме: результат представляется как «эквивалентный диаметр сферы» – усреднённое значение, как если бы частица была шаром. Для игольчатых, пластинчатых или неправильных частиц это даёт искажённую картину;
• Неразличение агломератов: метод не определяет, является ли рассеянный свет результатом одной первичной частицы или её скопления. Если цель – узнать размер именно отдельных частиц, агломераты нужно предварительно разрушить;
• Отсутствие морфологической информации: невозможно оценить округлость, соотношение сторон, наличие дефектов или инородных включений.
Для задач, где критически важна именно форма частиц (контроль качества абразивов, порошков для 3D-печати, фармацевтических субстанций), лазерной дифракции недостаточно. Решение – динамический анализ изображений (Dynamic Image Analysis, DIA), реализованный в линейке BeVision от Bettersize.
Линейка BeVision: динамический анализ изображений вместо дифракции
Линейка BeVision (S1, D2, W1) использует динамический анализ изображений (DIA) вместо лазерной дифракции. Это позволяет не только измерять размер частиц, но и детально анализировать их форму (округлость, соотношение сторон), автоматически исключая агломераты из расчёта для повышения достоверности результатов.
Серия BeVision от компании Bettersize включает три специализированных анализатора формы частиц: S1, D2 и W1. В отличие от лазерных дифракционных анализаторов (например, Bettersizer ST или 2600), приборы BeVision используют высокоскоростную съёмку и алгоритмы компьютерного зрения для детальной характеристики каждой частицы.
Принцип работы:
1. Высокоскоростная CCD-камера фиксирует изображения частиц в потоке или в статическом положении;
2. Программное обеспечение в реальном времени распознаёт границы каждой частицы;
3. Рассчитываются не только размер, но и морфологические параметры: соотношение сторон, округлость, соотношение радиус-толщина;
4. Автоматическое распознавание агломератов исключает их из анализа, повышая точность;
5. Результаты выводятся на экран в виде распределений и гистограмм.
Ключевые преимущества перед лазерной дифракцией:
• Визуальная верификация: оператор видит реальные изображения частиц, а не только цифры;
• Детальная морфология: оценка формы, выявление игольчатых, пластинчатых или сферических фракций;
• Различение агломератов: ПО автоматически отделяет слипшиеся частицы от одиночных;
• Соответствие ISO 13322-2: международный стандарт для методов анализа изображений.
BeVision S1: статический анализ через оптический микроскоп
BeVision S1 — это статический анализатор, сочетающий оптическую микроскопию с обработкой изображений. Он идеален для детального изучения морфологии частиц в диапазоне 3–3000 мкм с увеличением до 4000× и точностью ≤3%.
BeVision S1 – анализатор размера и формы частиц, сочетающий традиционную оптическую микроскопию с современными алгоритмами обработки изображений. Прибор предназначен для статического анализа: образец помещается на предметное стекло, камера фиксирует изображение, а ПО рассчитывает параметры.
Ключевые характеристики:
• Диапазон измерений: 3 – 3000 мкм;
• Типы образцов: сухие порошки, суспензии, эмульсии;
• Диспергирование: поддерживается как сухое, так и мокрое;
• Камера: 5 мегапикселей;
• Оптическое увеличение: до 4000×;
• Скорость измерения: до 10 000 частиц в минуту;
• Время типичного измерения: менее 10 минут;
• Точность и воспроизводимость: ≤3%.
Особенности:
• Комплексная обработка изображений: ПО позволяет объединять несколько зарегистрированных изображений для повышения репрезентативности результатов;
• Высокая точность калибровки: размер пикселя калибруется с использованием стандартного микрометра;
• Универсальность подготовки проб: адаптация под широкий спектр образцов;
• Внесён в Государственный реестр средств измерений РФ под №76524-19.
Определяемые параметры:
• Распределение частиц по размеру;
• Максимальный размер частиц;
• Соотношение сторон;
• Округлость частиц;
• Соотношение радиус-толщина.
Область применения: абразивные материалы (карбид кремния, корунд, гранат), сверхтвёрдые материалы, микросферы, металлические абразивные порошки, материалы для производства аккумуляторов (сферический графитовый порошок), неметаллические порошки (стекло, полистирол), игольчатые порошки (волластонит), пищевые продукты (сухое молоко, мука).
BeVision D2: высокоскоростной анализ свободно падающих частиц
BeVision D2 анализирует свободно падающие частицы со скоростью 120 кадров/с. Он поддерживает как сухое, так и опциональное мокрое диспергирование, обеспечивая точность ≤1% в широком диапазоне от 2 мкм до 10 мм.
BeVision D2 – система регистрации и анализа микроизображений, основанная на динамическом анализе свободно падающих частиц. Принцип действия: частицы высыпаются из питателя, высокоскоростная CCD-камера делает снимки, а многопоточное ПО в реальном времени распознаёт и обрабатывает изображения.
Ключевые характеристики:
• Диапазон измерений: 2 мкм – 10 мм (суммарный диапазон для сухого и мокрого диспергирования с учётом применения различных сменных линз);
• С сухой системой диспергирования: 30 мкм – 10 мм;
• С опциональной приставкой мокрого диспергирования: 3 мкм – 3,5 мм;
• Типы образцов: сухие порошки, суспензии, эмульсии;
• Скорость камеры: 120 кадров в секунду с микросекундной экспозицией;
• Скорость измерения: до 10 000 частиц в минуту;
• Время типичного измерения: менее 10 минут;
• Точность и воспроизводимость: ≤1%;
• Оптическое увеличение: 9 – 300×;
• Электропитание: 220 В;
• Габариты: 610×300×440 мм;
• Вес: 26 кг.
Ключевые особенности:
• Высокоскоростная съёмка без искажений: микросекундная экспозиция полностью исключает появление «смазанного следа» от движущейся частицы;
• Умная фильтрация данных: система автоматически распознаёт агломераты и удаляет их из анализа;
• Гибкость конфигурации: базовая комплектация для сухих порошков, опциональная приставка для мокрого диспергирования с второй камерой;
• Соответствие стандартам: ISO 13322-2 (динамический анализ изображений) и ISO 9276-6 (представление результатов).
Определяемые параметры:
• Распределение частиц по размеру;
• Максимальный размер частиц;
• Соотношение сторон (длина/ширина);
• Округлость частиц;
• Соотношение радиус-толщина.
Область применения: фармацевтика, пищевая промышленность, производство материалов, контроль качества сырья и готовой продукции в отраслях, где важен гранулометрический состав и форма частиц.
BeVision W1: технология сужения потока Sheath Flow
BeVision W1 использует технологию сужения потока (Sheath Flow) для последовательного прохода частиц перед камерой. Это оптимальный выбор для высокоточного анализа микронных частиц (4–400 мкм) в суспензиях и эмульсиях с точностью ≤1%.
BeVision W1 – динамический анализатор размера и формы частиц микронного уровня, использующий комбинированный метод анализа изображений высокого разрешения. Ключевая особенность – технология сужения потока (Sheath Flow), обеспечивающая последовательное прохождение каждой частицы перед камерой.
Ключевые характеристики:
• Диапазон измерений: 4 – 400 мкм;
• Типы образцов: суспензии, эмульсии, сухие порошки;
• Диспергирование: мокрое (с использованием ультразвукового диспергатора для разрушения агломератов);
• Скорость камеры: 120 кадров в секунду;
• Скорость измерения: до 10 000 частиц в минуту;
• Время типичного измерения: менее 10 минут;
• Точность и воспроизводимость: ≤1%;
• Оптическое увеличение: 150 – 1000×;
• Электропитание: 220 В;
• Габариты: 610×300×450 мм;
• Вес: 22 кг.
Ключевые особенности:
• Технология сужения потока (Sheath Flow): обеспечивает последовательное прохождение индивидуальных частиц перед камерой, устраняя проблемы перекрытия и расфокусировки изображений;
• Встроенное диспергирование: система перемешивания и ультразвукового диспергирования образца для приготовления суспензии с заданной концентрацией;
• Автоматическое распознавание агломератов: повышение точности анализа за счёт корректной обработки сгруппированных частиц;
• Анализ в реальном времени: данные по размеру и форме каждой частицы мгновенно выводятся на экран в процессе съёмки;
• Полная автоматизация: достаточно поместить образец в ёмкость для приготовления суспензии.
Определяемые параметры:
• Распределение частиц по размерам;
• Угол естественного откоса;
• Максимальный размер частиц;
• Соотношение сторон (длина/диаметр);
• Округлость;
• Соотношение радиус-толщина;
• Типичное значение размера;
• Содержание частиц в указанном интервале;
• Эквивалентный размер частиц.
Область применения: абразивные материалы (карбид кремния, корунд, алмаз, гранат), фармацевтика и медицина, металлические порошки (сферический алюминиевый порошок, порошок свинец-олово), материалы для производства аккумуляторов (сферический графитовый порошок), анализ игольчатых и палочковидных частиц (волластонит).
Сравнительная таблица: выбор модели под задачи лаборатории
Выбор модели зависит от задач: S1 для статической микроскопии и детальной морфологии, D2 для широкого диапазона и гибкости (сухие/мокрые порошки), W1 для максимальной точности в микронном диапазоне с технологией Sheath Flow.
| Параметр | BeVision S1 | BeVision D2 | BeVision W1 |
|---|---|---|---|
| Метод анализа | Статический анализ изображений (микроскопия) | Динамический анализ свободно падающих частиц | Динамический анализ с технологией Sheath Flow |
| Диапазон измерений | 3 – 3000 мкм | 2 мкм – 10 мм (сухое: 30 мкм – 10 мм; мокрое: 3 мкм – 3,5 мм) | 4 – 400 мкм |
| Типы образцов | Сухие порошки, суспензии, эмульсии | Сухие порошки, суспензии, эмульсии | Суспензии, эмульсии, сухие порошки |
| Диспергирование | Сухое и мокрое | Сухое (базовое), мокрое (опция) | Мокрое с ультразвуком |
| Скорость камеры | Статическая съёмка | 120 кадров/с | 120 кадров/с |
| Скорость измерения | До 10 000 частиц/мин | До 10 000 частиц/мин | До 10 000 частиц/мин |
| Точность / Воспроизводимость | ≤3% | ≤1% | ≤1% |
| Оптическое увеличение | До 4000× | 9 – 300× | 150 – 1000× |
| Камера | 5 Мп | CCD, микросекундная экспозиция | CCD, микросекундная экспозиция |
| Распознавание агломератов | Ручное | Автоматическое | Автоматическое |
| Угол естественного откоса | Нет | Нет | Да |
| Соответствие стандартам | ГОСРЕЕСТР РФ №76524-19 | ISO 13322-2, ISO 9276-6 | ISO 13322-2 |
| Рекомендуемые задачи | Статический анализ, детальная морфология, микроскопия | Широкий диапазон, грубые порошки, гибкость конфигурации | Микронные частицы, высокая точность, Sheath Flow |
Как выбрать модель?
• BeVision S1: если нужна детальная морфологическая характеристика с высоким увеличением (до 4000×) и работа с образцами в статическом положении. Оптимален для научных исследований, где важно визуальное подтверждение результатов;
• BeVision D2: если требуется широкий диапазон измерений (от 2 мкм до 10 мм) и гибкость конфигурации. Подходит для анализа грубых порошков, строительных материалов, абразивов. Опциональная приставка мокрого диспергирования расширяет возможности;
• BeVision W1: если критична высокая точность (≤1%) для микронных частиц (4–400 мкм) и требуется технология Sheath Flow для исключения перекрытия изображений. Оптимален для фармацевтики, производства аккумуляторов, контроля качества тонких порошков.
Области применения: от абразивов до фармацевтики
Анализаторы BeVision критически важны в отраслях, где форма частиц напрямую определяет свойства конечного продукта: абразивы, 3D-печать, литий-ионные аккумуляторы, фармацевтика и пищевая промышленность.
Анализаторы формы частиц BeVision широко используются в отраслях, где морфология частиц определяет свойства конечного продукта:
Абразивные материалы:
• Карбид кремния, корунд, гранат, алмаз;
• Контроль формы зёрен для обеспечения режущей способности;
• Выявление пластинчатых и игольчатых фракций, снижающих эффективность абразива.
Материалы для 3D-печати и аддитивных технологий:
• Металлические порошки (алюминиевые, титановые, сплавы);
• Сферичность частиц критична для текучести и плотности упаковки;
• Выявление сателлитов и агломератов, ухудшающих качество печати.
Литий-ионные аккумуляторы:
• Сферический графитовый порошок для анодов;
• Форма частиц влияет на плотность упаковки и электрохимические характеристики;
• Контроль округлости и соотношения сторон для оптимизации ёмкости батареи.
Фармацевтика:
• Активные фармацевтические субстанции (АФС);
• Форма частиц влияет на биодоступность, растворимость, текучесть;
• Контроль соответствия стандартам USP, Европейской фармакопеи.
Пищевая промышленность:
• Мука, сухое молоко, специи, какао-порошок;
• Размер и форма частиц определяют текстуру, вкус, растворимость;
• Порог восприятия зернистости человеком – около 50 мкм.
Строительные материалы:
• Цемент, гипс, наполнители;
• Гранулометрический состав влияет на прочность, усадку, удобоукладываемость;
• Оптимизация состава для снижения расхода связующего.
Часто задаваемые вопросы об анализаторах формы частиц BeVision
Лазерная дифракция определяет «эквивалентный диаметр» частицы, предполагая её сферическую форму, и не различает отдельные частицы от агломератов. Анализаторы BeVision используют динамический анализ изображений (DIA): высокоскоростная камера фиксирует каждую частицу, а ПО рассчитывает не только размер, но и форму – соотношение сторон, округлость, соотношение радиус-толщина. Это даёт детальную морфологическую характеристику, недоступную при лазерной дифракции.
BeVision S1 – статический анализ изображений через оптический микроскоп (3 – 3000 мкм, увеличение до 4000×). BeVision D2 – динамический анализ свободно падающих частиц с камерой 120 кадров/с (2 мкм – 10 мм, сухое и мокрое диспергирование). BeVision W1 – динамический анализ с технологией сужения потока Sheath Flow (4 – 400 мкм, мокрое диспергирование с ультразвуком). Каждая модель оптимизирована под свой диапазон и тип образцов.
Все модели BeVision рассчитывают: распределение частиц по размеру, максимальный размер, соотношение сторон (длина/ширина), округлость и соотношение радиус-толщина. BeVision W1 дополнительно определяет угол естественного откоса, эквивалентный размер и содержание частиц в заданных интервалах. Это критично для контроля качества абразивов, порошков для 3D-печати и фармацевтических субстанций.
BeVision D2 и W1 обеспечивают точность и воспроизводимость ≤1%, а BeVision S1 – ≤3%. Все модели соответствуют стандарту ISO 13322-2 (динамический анализ изображений). Программное обеспечение автоматически распознаёт и исключает агломераты, что повышает достоверность результатов. Скорость обработки достигает 10 000 частиц в минуту.
Анализаторы формы частиц BeVision: морфология, точность, поддержка ПрофЛаб
Правильно подобранный анализатор формы частиц BeVision – основа достоверности морфологической характеристики и эффективности работы лаборатории. Динамический анализ изображений, автоматическое распознавание агломератов, технология Sheath Flow и интеграция с информационными системами исключают влияние человеческого фактора, снижают риски ошибок и гарантируют соответствие требованиям международных стандартов.
Для консультации по подбору анализатора формы частиц BeVision под тип образцов, диапазон измерений и требования к стандартам, а также расчёту итоговой стоимости оставьте заявку через форму на сайте или свяжитесь с нами любым удобным способом:
8 (800) 100-98-81
Бесплатный звонок по России
info@proflabspb.ru
Напишите нам в любое время
Наши специалисты помогут подобрать анализатор размера и формы частиц с учётом типа образцов, требуемой точности, стандартов качества и инфраструктуры лаборатории, обеспечат пусконаладочные работы, обучение персонала, валидацию методик и техническое сопровождение по всей России. Также доступна услуга диагностики и ремонта анализаторов частиц для поддержания оборудования в оптимальном состоянии.
