SALD-2300
Laserbeugungs-Partikelgrößenanalysator
| Prüfart | Optischer Ultraschall |
| Typ | Tischgerät |
Anwendbar für eine breite Palette von Anwendungen mit optionalen Einheiten und Anwendungssoftwarepaketen
Ermöglicht eine genaue Bewertung der Veränderung der Partikelgrößenverteilung, entsprechend ISO13320
Laserbeugung Partikelgrößenanalyse?
Die Partikelgrößenverteilung lässt sich anhand des Verteilungsmusters der Lichtintensität des gestreuten Lichts berechnen, das wie folgt lautet
die von den Probenpartikeln erzeugt werden, wenn sie mit einem Laser bestrahlt werden. Dies ist die wichtigste Methode zur Partikelgrößenanalyse, da sie über hervorragende Eigenschaften verfügt, wie z. B. einen großen Messbereich, eine kurze Messzeit und die Möglichkeit, sowohl feuchte als auch trockene Proben zu messen. Das Messprinzip wird auf Seite 19 beschrieben.
- Breite Anwendbarkeit
- Hohe Auflösung
- Hohe Konzentration
- Hohe Wiederholbarkeit
- Hohe Zuverlässigkeit
- Hohe Empfindlichkeit
- Hoher Durchsatz
- Hohe Effizienz
- Hohe Analysefähigkeit
Es wurden leistungsstarke neue Funktionen hinzugefügt, um die Veränderung der Partikelgrößenverteilung genau zu bewerten.
Die Partikelgrößenverteilung kann einen großen Einfluss auf die für eine bestimmte Anwendung oder Zielsetzung gewünschten Eigenschaften oder auf die Leistung und Qualität eines Endprodukts haben. Ein Partikelgrößenanalysator mit der Fähigkeit, die Partikelgrößenverteilung präzise zu messen, ist ein unverzichtbares Werkzeug im heutigen Labor. Der SALD-2300 ist ein solches Gerät. Mit einer Vielzahl von optionalen Geräten und Anwendungssoftwarepaketen kann das SALD-2300 problemlos die Anwendungsanforderungen in einer Vielzahl von Branchen erfüllen, darunter Pharmazeutika, Kosmetika, Lebensmittel, Getränke, Pigmente, Farben, Keramik und elektronische Materialien.
Die folgenden drei Funktionen wurden hinzugefügt, um die genaue Bewertung von Änderungen in der Partikelgrößenverteilung zu gewährleisten, die durch den Zeitverlauf oder die Partikelkonzentration verursacht werden.
1. Breiter Bereich der Partikelkonzentration von 0,1ppm bis 20%.
2. Kontinuierliche Messfunktion in mindestens 1-Sekunden-Intervallen
3. Großer Messbereich von 17nm bis 2500 μm
Das SALD-2300 behält die Datenkompatibilität mit früheren Produkten wie dem SALD-2001, SALD-2101 und SALD-2201 bei.
Breite Anwendbarkeit
Die Partikelgrößenverteilung kann anhand des Lichtintensitätsverteilungsmusters des Streulichts berechnet werden, das von den Probenpartikeln erzeugt wird, wenn sie mit einem Laser bestrahlt werden. Dies ist die wichtigste Methode zur Analyse der Partikelgröße, da sie über hervorragende Eigenschaften verfügt, wie z. B. einen großen Messbereich, eine kurze Messzeit und die Möglichkeit, sowohl feuchte als auch trockene Proben zu messen. Das Messprinzip wird auf Seite 19 beschrieben.
PSL-Partikel 50nm mittlerer Durchmesser
Rostfreie Kugeln mit 2 mm Durchmesser
Die Systemkonfiguration kann für verschiedene Anwendungen, Zwecke, Messobjekte, Umgebungen und Bedingungen optimiert werden.
Je nach Messobjekt und Zweck können verschiedene Probenmengen (Suspension) gewählt werden.
- Die Probenmenge für SALD-MS23 ist variabel: 100mL, 200mL oder 300mL.
- Die Probenmenge für die Batch-Zelle SALD-BC23 beträgt 12mL.
- Im Falle des Hochkonzentrations-Probenmesssystems SALD-HC23 kann die optionale Vertiefung für Probenmengen von 15μL bis 150μL verwendet werden.
Hohe Auflösung
Präzise Erkennung der Partikelgrößenverteilung mit fünf Peaks
Das Streulicht von groben Partikeln konzentriert sich bei kleinen Winkeln in der Nähe der optischen Achse und fluktuiert stark innerhalb eines winzigen Winkels, aber das Streulicht von Mikropartikeln fluktuiert langsam bis zu großen Winkeln weg vom Zentrum. Während die Intensität des von groben Partikeln gestreuten Lichts extrem hoch ist, ist die Intensität des von Mikropartikeln gestreuten Lichts sehr gering. Der SALD-2300 erreicht eine hohe Auflösung über einen weiten Bereich von Partikelgrößen, indem er die Beziehung zwischen Partikelgröße und Streulicht ausnutzt und die Detektionsfläche jedes der 78 konzentrischen Detektorelemente im Wing Sensor II mit einer logarithmischen Rate vom Zentrum nach außen vergrößert. Zusätzlich zum Wing Sensor II werden ein Sensor für seitliches Streulicht und fünf Sensoren für rückwärtiges Streulicht eingesetzt.
Partikelgrößenverteilungsdaten mit fünf Spitzenwerten
Reproduziert zuverlässig Partikelgrößenverteilungen mit komplizierten Verteilungsformen. Dies ist ein Beispiel für die Messung einer Mischung aus fünf Partikeltypen mit Durchmessern von 0,7, 2, 5, 25 und 100μm.
Flügelsensor II
Hohe Zuverlässigkeit
- Laserbeugungsmethode gemäß ISO 13320 und JIS Z 8825-1
Entspricht den Normen ISO 13320 und JIS Z 8825-1 für Laserbeugung und -streuung.
- Gerätevalidierung mit JIS-Standardpartikeln
Die Systemleistung kann mit den in JIS Z 8900-1 spezifizierten MBP1-10 Standardpartikeln bestätigt werden. Diese Proben weisen eine breite Partikelgrößenverteilung auf; die Verwendung dieser Proben ermöglicht die Überprüfung der Genauigkeit des Geräts.
- Einfache Wartung
Eine leistungsstarke Selbstdiagnosefunktion ermöglicht die Überprüfung der Ausgangssignale der einzelnen Sensoren und Erkennungselemente sowie des Funktionsstatus des Systems. Die Betriebsprotokollfunktion speichert detaillierte Informationen mit allen Messdaten, wie z. B. den Betriebsstatus und den Status der Zellkontamination. Dies ermöglicht die rückwirkende Überprüfung der Gültigkeit von Messdaten und die Bestätigung des Zellkontaminationsstatus.
- Ermöglicht die Überprüfung von Messergebnissen (Partikelgrößenverteilungsdaten) anhand von Lichtintensitätsverteilungsdaten (Rohdaten)
Da die Lichtintensitätsverteilungsdaten (Rohdaten) und die Messergebnisse (Partikelgrößenverteilungsdaten) auf demselben Bildschirm angezeigt werden können, lassen sich die Messergebnisse überprüfen, während beide Datensätze angezeigt werden. So kann nicht nur überprüft werden, ob die Höhe des Erkennungssignals (Partikelkonzentration) angemessen ist oder nicht, sondern auch die Gültigkeit der Messergebnisse unter verschiedenen Aspekten, z. B. in Bezug auf die Verteilungsbreite und das Vorhandensein von Aggregaten und Verunreinigungen.
Hohe Reproduzierbarkeit
Verbesserte Stabilität des optischen Systems
SALD-Systeme verwenden einen OSAF (Omnidirektionaler Stoßdämpfungsrahmen), der alle Elemente des optischen Systems vollständig gegen Stöße, Vibrationen und andere externe Störungen isoliert.
Daher müssen die optischen Achsen nur selten justiert werden.
Hohe Effizienz / Hohe Zuverlässigkeit
Durch die automatische Berechnung des Brechungsindexes werden Fehler oder Probleme bei der Auswahl der Brechungsindizes vermieden.
Die Funktion zur automatischen Berechnung des Brechungsindex ist verfügbar. Die Auswahl eines Brechungsindexes war ein unvermeidlicher Bestandteil der Anwendung der Laserbeugungsmethode, bei der im Allgemeinen ein veröffentlichter Wert eingegeben wurde. Diese Werte waren jedoch nicht unbedingt geeignet, wenn man die Auswirkungen der Partikelzusammensetzung und -form berücksichtigt. Daher wurden die Brechungsindizes in langwierigen Versuchs- und Irrtumsverfahren ausgewählt. WingSALD II löst diese Probleme, indem es als erste Software der Welt eine Funktion enthält, die automatisch einen geeigneten Brechungsindex auf der Grundlage der LDR-Methode (Light Intensity Distribution Reproduction) berechnet. Hinweis: Die LDR-Methode berechnet automatisch einen geeigneten Brechungsindex auf der Grundlage der Übereinstimmung zwischen der tatsächlich gemessenen Lichtintensitätsverteilung und einer aus den Partikelgrößenverteilungsdaten reproduzierten (neu berechneten) Verteilung. Diese Methode wurde von Shimadzu entwickelt und in zwei Fachartikeln veröffentlicht. In akademischen Kreisen wird sie manchmal als "Kinoshita-Methode" bezeichnet, nach dem Namen des Shimadzu-Ingenieurs. Der Brechungsindex der wichtigsten Materialien kann in der Liste ausgewählt werden.
Hohe Effizienz / Hohe Zuverlässigkeit
Die Assistenzfunktion verringert den Betriebsfehler und gewährleistet eine genauere Messung.
Die Messassistentenfunktion ermöglicht die Erstellung von SOPs, um sicherzustellen, dass die Messungen immer unter denselben Bedingungen und mit denselben Verfahren durchgeführt werden. Jeder kann überall und zu jeder Zeit hochwertige Messungen durchführen. Mit dem SALD-MS23, dem SALD-BC23 und dem SALD-DS5 können automatische Messungen per PC-Steuerung gemäß einer vorgegebenen SOP durchgeführt werden. Die Arbeit des Bedieners besteht lediglich aus der Probenvorverarbeitung und -eingabe. Durch das Erstellen, Speichern und gemeinsame Nutzen von Messbedingungen und -verfahren, einschließlich Vorbehandlungsmethoden und -bedingungen, wird sichergestellt, dass die Messungen unter denselben Bedingungen und Verfahren durchgeführt werden, auch wenn sie von einem anderen Bediener oder an einem anderen Standort oder Werk durchgeführt werden, und ein sicherer Datenvergleich gewährleistet. Außerdem werden bei Verwendung der Messassistentenfunktion Messanweisungen für den Bediener auf dem Bildschirm angezeigt. So können auch unerfahrene Bediener die Messungen korrekt durchführen. Verschiedene Funktionen und Vorgänge des SALD-2300 können über einen PC gesteuert werden, so dass die SOPs effektiver genutzt werden können. Darüber hinaus können Administratoren und Bedienern unterschiedliche Betriebsrechte zugewiesen werden, um die Sicherheit zu gewährleisten. Hinweis: SOP ist ein Akronym für Standard Operating Procedure (Standardarbeitsanweisung).
Hohe Empfindlichkeit / Hohe Konzentration
Durch die Möglichkeit der Messung unter Bedingungen einer breiten Partikelkonzentration (0,1ppm bis 20%) können Änderungen der Partikelgrößenverteilung in Abhängigkeit von der Partikelkonzentration bewertet werden.
Bisher musste die Partikelkonzentration einer Probe durch Verdünnung oder Konzentration mit Hilfe einer Zentrifuge an die optimalen Bedingungen der Analysegeräte angepasst werden. In diesen Fällen konnten Änderungen in der Partikelgrößenverteilung, wie Agglomerationen oder Dispersionen, nicht berücksichtigt werden.
Dispersionen und Agglomerationen können durch Verdünnungen verursacht werden.
In einigen Fällen können Verdünnungen Dispersionen beschleunigen, in anderen Fällen können sie jedoch Agglomerate erzeugen. Um ein Optimum zu gewährleisten, muss die anfängliche Partikelkonzentration ohne Verdünnungen oder Konzentrationen bestimmt werden. Nach der Bewertung der Partikelgrößenverteilung im Ausgangszustand müssen die Auswirkungen der Partikelkonzentration von Dispersionen und Agglomerationen bewertet werden.
SALD-2300 kann die Partikelgrößenverteilung unter den Bedingungen einer Partikelkonzentration von 0,1ppm bis 20% messen.
Wenn der Probenehmer SALD-MS23 oder die Batch-Zelle SALD-BC23 verwendet wird, sind Messungen unter Konzentrationsbedingungen von 0,1ppm bis 100ppm möglich. Wenn das Hochkonzentrations-Probenmesssystem SALD-HC23 verwendet wird, können hochkonzentrierte Proben bis zu 20% gemessen werden, da die negativen Auswirkungen der Mehrfachstreuung verhindert werden.
Um den Auflösungsprozess der Probenpartikel zu bewerten, muss ein breiter Partikelkonzentrationsbereich abgedeckt werden.
Dies ist notwendig, weil die Partikelkonzentration durch die fortschreitende Auflösung im Vergleich zur ersten Partikelkonzentration niedrig wird.
Messung ohne Verdünnung der Handcreme
Im Falle von Handcreme wird die Partikelgrößenverteilung durch Verdünnung enger. Um eine genaue Messung zu erhalten, müssen Messungen ohne Verdünnung durchgeführt werden.
Bewertung eines in Rotwein enthaltenen Feinstaubs
Das Diagramm auf der linken Seite zeigt das Ergebnis der Messung von Rotwein im Zustand der unverdünnten Lösung. Die niedrig konzentrierte Probe kann als unverdünnte Lösung gemessen werden. Durch die Messung in diesem Zustand kann der Einfluss der Dispersion oder Agglomeration durch den Konzentrationsvorgang beseitigt werden.
Bewertung des Materials der negativen Elektrode einer Sekundärbatterie
Links ist ein Diagramm zu sehen, das die Ergebnisse der Messung eines Rußpartikels zeigt. Das Agglomeratteilchen (Mikrometerbereich) wurde durch Dispergieren mit einem Homogenisator zum Feinteilchen (Submikrometerbereich) dispergiert. Die Probe (Probe, die wie der Ruß Licht absorbiert), die das Licht nicht so leicht durchlässt, kann aufgrund der verbesserten Empfindlichkeit gemessen werden.
Hohe Geschwindigkeit
Veränderungen in der Partikelgrößenverteilung können in Echtzeit überwacht werden. Eine kontinuierliche Messfunktion in 1-Sekunden-Intervallen kann diese Prozesse für zusätzliche Analysen aufzeichnen.
Partikelgrößenverteilungsdaten und Lichtintensitätsverteilungsdaten können in Echtzeit angezeigt werden.
Dies bedeutet, dass Probenveränderungen im Laufe der Zeit oder Verschiebungen im Dispersionsstatus in Echtzeit überwacht werden können.
Da sowohl die Daten der Lichtintensitätsverteilung, also die Rohdaten, als auch die Partikelgrößendaten gleichzeitig überwacht werden können, lassen sie sich vergleichen, um Veränderungen im Status der Proben zu verfolgen.
Reproduziert zuverlässig Partikelgrößenverteilungen mit komplizierten Verteilungsformen. Dies ist ein Beispiel für die Messung einer Mischung aus fünf Partikeltypen mit Durchmessern von 0,7, 2, 5, 25 und 100μm.
Bei der kontinuierlichen Messung können maximal 200 Datensätze in Abständen von mindestens 1 Sekunde aufgezeichnet werden.
Es können maximal 200 Partikelgrößenverteilungen in Intervallen von mindestens 1 Sekunde gemessen und kontinuierlich gespeichert werden. Diese Daten können unter verschiedenen Gesichtspunkten mit statistischer Verarbeitung, Zeitreihenanalyse und 3-dimensionalen Grafikfunktionen analysiert werden.
Kreuzreferenz der Partikelgrößenverteilung und der Lichtintensitätsverteilung
ermöglicht multilaterale Bewertungen des Auflösungsprozesses.
Hohe Effizienz
Verarbeitet mehrere Datensätze effizienter
Mehrere Datensätze können als Gruppe gespeichert werden, was eine einfachere Organisation, erneute Anzeige und Analyse der Daten ermöglicht. Die Daten können als Gruppe geladen und gleichzeitig angezeigt oder analysiert werden, anstatt jeden Satz einzeln laden zu müssen.
Hohe Analysefähigkeit
Messdaten aus mehreren Facetten
-Umfangreiche Auswahl an Datenanalyseanwendungen standardmäßig enthalten
Die folgenden Datenanalyseanwendungen sind standardmäßig enthalten.
Auswertung des Streuwinkels
Stellt die Komponenten der Streulichtintensität bei jedem Winkel grafisch dar. Dabei werden die Eigenschaften des hochintegrierten Photodioden-Arrays genutzt, um das Streulicht aus niedrigen Winkeln mit hoher Auflösung auszuwerten. Anwendungsgebiete: Bewertung der Streueigenschaften von Filmen und Folien.
Datenemulationsfunktion
Basierend auf den Messergebnissen der SALD-Serie ermöglicht diese Funktion die Emulation von Messergebnissen, die mit anderen Modellen oder anderen Messprinzipien erzielt wurden. Dadurch wird die Kompatibilität mit Datenergebnissen aufrechterhalten, die mit früheren Messmethoden erzielt wurden.
Emulation durch 51 Umwandlungsausdrücke
51 Umrechnungsausdrücke können an den kumulativen %-Punkten (0,01%, 2%, 4% ...... 96%, 98%, 99,98% auf der vertikalen Achse) erhalten werden, um die Beziehung zwischen den mit dem SALD-2300 gemessenen Partikelgrößenverteilungsdaten und den mit einem anderen Gerät oder einer anderen Technologie gemessenen Daten auszudrücken. 102 Parameter ai (I = 1,2,....., 51) und bi(I = 1,2,....., 51), die in 51 Umrechnungsausdrücken verwendet werden, können als Parametertabelle gespeichert werden, die für Emulationen verwendet werden kann.
Diese Emulationsfunktion kann einige Probleme verringern, wenn ein altes Partikelgrößenanalysegerät durch ein neues Gerät ersetzt wird.
Gemischte Daten-Simulationsfunktion
Ermöglicht die Simulation von Partikelgrößenverteilungen unter Verwendung eines beliebigen Mischungsverhältnisses aus mehreren Partikelgrößenverteilungen. Dadurch kann das optimale Mischungsverhältnis zur Erzielung der gewünschten Partikelgrößenverteilung ermittelt werden, ohne dass die Partikelgrößenverteilung von Probenmischungen wiederholt gemessen werden muss.
Datenverbindungsfunktion
Ermöglicht die Kombination der Messergebnisse für zwei verschiedene Messbereiche an einem beliebigen Partikelgrößenpunkt zur Erstellung einer einzigen Partikelgrößenverteilung. So können beispielsweise Siebdaten für Partikel über 2000 μm mit Daten aus der SALD-Serie für Partikel unter 2000 μm kombiniert werden, um eine breit gefächerte Partikelgrößenverteilung zu erstellen, die für das Bauwesen, den Katastrophenschutz und den Umweltbereich erforderlich ist.
Struktur des Systems
Eine breite Palette von Systemkonfigurationen kann durch Hinzufügen optionaler Einheiten entworfen werden.
System-Konfiguration
Batch-Zelle SALD-BC23
Nassmessung für kleine Probenmengen / Fast alle Dispersionsmedien können verwendet werden.
- Messungen mit kleinen Probenmengen (zu messende Partikel) und flüssigen Medien (Dispersionsmedien). Es können organische Lösungsmittel oder Säuren verwendet werden.
- Bei der Verwendung von Suspensionen, die organische Lösungsmittel oder Säuren enthalten, werden weniger flüssige Abfälle entsorgt.
- Die vertikale Bewegung der Rührplatte verhindert das Absetzen von Partikeln. Ein Trichter aus Tetrafluorethylenharz verhindert das Verschütten der Suspension.
- Dies verringert die Gefahr, dass es auf Hände oder Finger gelangt, und verhindert eine Kontamination der Zelloberfläche.
Ergebnisse der Messung
Batch-Zelle
Landwirtschaftliche Chemikalien
Die Partikelgrößenverteilung kann sich auf die Sprüheigenschaften und die Toxizität auswirken. Die Entsorgung der Probe nach der Messung ist einfach, da die Probenmenge gering ist.
Silizium
Die Partikelgrößenverteilung ist eines der wichtigsten Elemente der Qualitätskontrolle, da sie die Ausbeute der Endprodukte beeinflussen kann.
Probenehmer SALD-MS23
Allgemeine Nassmessung für eine Vielzahl von Proben
- Gruppen von Partikeln werden in einem flüssigen Medium dispergiert und gemessen, während sie zwischen der Durchflusszelle, die sich in der Messeinheit befindet, und einem Dispersionsbad im Probenehmer zirkulieren.
- Das Dispergierbad enthält einen Rührer und einen Ultraschallsonicator. Eine Pumpe fördert die dispergierte Suspension in die Durchflusszelle.
- Die Pumpe ist speziell so konzipiert, dass sowohl das flüssige Medium als auch die Partikel umgewälzt werden. Eine rostfreie Kugel von 2 mm zirkuliert und kann gemessen werden.
- Die meisten organischen Lösungsmittel können als Dispersionsmittel verwendet werden. Die Probenmenge ist veränderbar. Es können 100mL, 200mL oder 300mL gewählt werden.
Ergebnisse der Messung
Sojapulver
Das SALD-2300 kann Proben mit breiter Verteilung und komplexen Profilen genau messen. Sojapulver ist ein Material, das zur Herstellung verschiedener Lebensmittel verwendet wird. Seine Partikelgrößenverteilungen können die Qualität, den Geschmack, das Zungen- und das Zahngefühl beeinflussen.
Zirkoniumdioxid
Zirkoniumdioxid kann als hitzebeständiges keramisches Material verwendet werden. Bei keramischen Produkten ist die Partikelgrößenverteilung eines der wichtigsten Elemente der Qualitätskontrolle, da die Festigkeit und die hitzebeständige Eigenschaft von der Partikelgrößenverteilung abhängen können.
Maßeinheit
Hochkonzentriertes Probenmesssystem SALD-HC23
Messung ohne Verdünnung
- Hochkonzentrierte Proben können mit der Laserbeugungsmethode gemessen werden.
- Die Messung ist möglich, indem die hochkonzentrierten Probenpartikel einfach zwischen zwei Glasobjektträger gehalten werden.
- Proben, deren Partikelgrößenverteilung durch Verdünnung verändert würde, können in ihrem ursprünglichen Zustand oder mit der erforderlichen Mindestmenge an
Verdünnung, und es können echte Bilder des Messobjekts erhalten werden. - Handelsübliche Handcremes, Gesichtscremes und Spülungen können mit kaum einer Vorbehandlung gemessen werden.
Messung mit Standard-Durchflusszelle oder Batch-Zelle
Küvettenhalter für hochkonzentriertes Probenmesssystem
Probe zwischen zwei Glasobjektträgern gehalten
Wenn eine Standard-Durchflusszelle oder eine Batch-Zelle zur Messung einer Probe mit hoher Konzentration verwendet wird, führt die lange Lichtweglänge zu Mehrfachstreuung, was genaue Messungen unmöglich macht. Mit diesem System ist es jedoch möglich, die hochkonzentrierten Probenpartikel einfach zwischen zwei Glasobjektträger zu halten, was die Länge des Lichtwegs verkürzt, die negativen Auswirkungen der Mehrfachstreuung vermeidet und eine genaue Messung ermöglicht.
Glasprobenplatten (Glasobjektträger mit Vertiefung) (Option)
Geeignet für die Messung von Proben mit relativ geringen Konzentrationen oder von teuren Proben, die nur in kleinen Mengen verwendet werden können.
Haarfarbe
Die Eigenschaften von Haarfarben wie Farbe, Glanz und Haftfestigkeit hängen von der Partikelgrößenverteilung ab. Und diese Eigenschaften können den Produktwert bestimmen. Die Partikelgrößenverteilung dieser Art von Proben kann durch Verdünnung verändert werden, daher ist die Messung hochkonzentrierter Proben ohne Verdünnung besser.
Medizin für Augentropfen
Die Partikelgrößenverteilung von Arzneimitteln in Augentropfen kann sowohl das Arzneimittel als auch das Gefühl des Auges, das sehr empfindlich ist, beeinträchtigen. Die Messung der anfänglichen Partikelkonzentration ohne Verdünnung ist unerlässlich.
Probenteller aus Glas
Hohe Zuverlässigkeit
Trockenmessgerät mit Zykloneinspritzung SALD-DS5
Es wurde ein zyklonartiger Probenansaugmechanismus entwickelt. Es kann ein starkes Doppeldispergierverfahren aus Ansaugen und Einspritzen verwendet werden. Messung mit hoher Präzision, hoher Empfindlichkeit, hoher Reproduzierbarkeit und hoher Auflösung
- Zu verwendende Probe
Leicht auflösbare Proben (Medikamente, pulverförmige Lebensmittel)
Leicht agglomerierte Proben (magnetisierte Partikel) - Eigenschaften
Die optimale Kombination kann aus 3 Probenansaugmechanismen (Zyklontyp, One-Shot-Typ und Handshot-Typ) und 3 Injektionsdüsen ausgewählt werden, wobei die Eigenschaften und die Menge der Probenpartikel berücksichtigt werden. - Beim Zyklontyp wird die Probe aus dem Fläschchen angesaugt, das gedreht und nach oben bewegt wird, aus der Injektionsdüse injiziert und gemessen. Das doppelte Dispersionsverfahren ermöglicht eine gut reproduzierbare Messung, wenn die Proben viele Agglomerate enthalten. Die Verwendung des Fläschchens kann die Streuung der Probe und die Verschmutzung durch die Hände des Bedieners verhindern.
- Beim One-Shot-Typ muss die Probe nur in einen kleinen Trichter gefüllt werden, um die Messung durchzuführen. Dieser Typ ist für eine kleine Probenmenge geeignet.
Bei Verwendung des Handshot-Typs kann die Probe zur Messung direkt aus dem Becher oder der Chartula angesaugt werden.
Wenn komprimierte Luft, einschließlich der Probe, durch die Einspritzdüse strömt, werden Form, Fläche und Richtung des Querschnitts verändert, um die großen Änderungen in Volumen, Druck und Richtung des Luftstroms zu erreichen. Daher können Agglomerate stark in der Luft dispergiert werden.
Eine Einspritzdüse zur Erzielung einer optimalen Dispersion kann je nach Probeneigenschaft aus den 3 Typen von Einspritzdüsen ausgewählt werden.
Magnetisierte Partikel, die in einer Flüssigkeit leicht koagulieren, können mit der Einspritzdüse Typ 1 stark in der Luft dispergiert werden. Daher können genaue Messergebnisse erzielt werden.
Bei der Verwendung des Zyklontyps ermöglicht der doppelte Dispersionsprozess von Absaugung und Einspritzung eine Messung mit guter Reproduzierbarkeit.
Rot= Hartes Mehl / Schwarz= Weiches Mehl
Die Dispersion von Mehl durch Wasser ist so schwierig, dass organische
Für Nassmessungen müssen Lösungen wie IPA verwendet werden. Der Zyklon-Injektionsmechanismus kann das Mehl leicht in der Luft dispergieren, was eine Trockenmessung mit guter Reproduzierbarkeit ermöglicht. Außerdem kann die Probe in einem Staubsauger gesammelt und einfach entsorgt werden.
2 Arten von gastrointestinalen Medikamenten
2 Arten von gastrointestinalen Medikamenten
Anwendungen des Partikelgrößenanalysators
Die Partikelgrößenverteilung ist einer der wichtigsten Faktoren, die die Eigenschaften von Pulvern und Partikeln bestimmen. Pulver und Partikel werden in einer Vielzahl von Bereichen für eine Vielzahl von Zielen und Anwendungen eingesetzt. In einigen Fällen werden sie direkt als Arzneimittel, Katalysatoren, Zusatzstoffe oder Bindemittel verwendet, während sie in anderen Fällen als Rohmaterial eingesetzt werden. In jedem Fall kann die Partikelgrößenverteilung einen großen Einfluss auf die für eine bestimmte Anwendung oder ein bestimmtes Ziel gewünschten Eigenschaften oder auf die Leistung und Qualität eines Endprodukts haben. Folglich ist die Messung der Partikelgrößenverteilung von entscheidender Bedeutung für die Stabilisierung oder Verbesserung der Eigenschaften, der Leistung oder der Qualität von Pulvern oder Partikeln.
Shimadzu Partikelgrößenanalysatoren werden in einer Vielzahl von Bereichen und für eine Vielzahl von Zwecken und Anwendungen eingesetzt.
1. Pharmazeutische Erzeugnisse
Je kleiner die Partikel sind, desto größer ist ihre spezifische Oberfläche und desto schneller lösen sie sich auf. Bei Partikeln in medizinischen Injektionen bestimmt die Partikelgröße, wie sie Kapillaren und Blutgefäßwände passieren oder durchdringen und welche Teile des Körpers sie erreichen. Dies hat einen großen Einfluss auf die Wirksamkeit und die Nebenwirkungen von Arzneimitteln.
5. Makromoleküle
Wenn Partikel als Bestandteile von Rohren, Folien und Platten verwendet werden, kann die Partikelgrößenverteilung die Festigkeit und Lichtdurchlässigkeit des Endprodukts beeinflussen.
2. Kosmetika
Bei Lippenstift, Mascara und Lidschatten werden subtile Unterschiede in Farbe und Glanz durch Unterschiede in der Partikelgrößenverteilung gesteuert. Auch die Geschmeidigkeit oder die UV-Licht abschirmenden Eigenschaften von Cremes hängen von der Partikelgrößenverteilung ab.
6. Katalysatoren
Obwohl die chemische Reaktivität von der spezifischen Oberfläche und der Porenstruktur beeinflusst wird, kann die chemische Reaktivität bei gleichem Material durch Variation der Partikelgrößenverteilung gesteuert werden.
3. Lebensmittel
Viele Lebensmittel enthalten pulverförmige Zutaten. Das Mund-, Zahn- und Zungengefühl und andere Eigenschaften von Brot, Kuchen, Nudeln usw. hängen von der Partikelgrößenverteilung ab. Auch bei Getränken ist die Kontrolle der Partikelgrößenverteilung wichtig, um eine gleichbleibende Qualität zu gewährleisten. So werden beispielsweise in Milch- und Milchsäuregetränken kleinere Partikelgrößen verwendet, um Konzentrations- und Geschmacksunterschiede zwischen dem oberen und unteren Teil des Behälters zu vermeiden.
7. Elektronische Materialien
Die Art und das Ausmaß, in dem die Partikelgröße elektronische Materialien beeinflusst, sind je nach Anwendung und Material unterschiedlich. Die Qualitätskontrolle der Partikelgrößenverteilung ist jedoch zunehmend erforderlich, um eine höhere und gleichmäßigere Qualität des Endprodukts zu gewährleisten.
4. Keramik
Die Festigkeit, Dichte, Härte, Hitzebeständigkeit, Wasser- und Luftdurchlässigkeit und andere Eigenschaften von Keramik hängen nicht nur von der Art der Bestandteilspartikel ab, sondern auch wesentlich von der Partikelgrößenverteilung.
8. Boden und Baumaterialien
Die Partikelgrößenverteilung von Boden und Zement hat erhebliche Auswirkungen auf die Stabilität und Festigkeit des Untergrunds, die Festigkeit von Gebäuden und anderen Bauwerken und darauf, wie stark sich diese im Laufe der Zeit verändern. Außerdem ist die Messung der Partikelgrößenverteilung ein wichtiger Faktor für das Verständnis des Ausmaßes der Umweltverschmutzung im Boden.
Messtechnik Laserbeugungsmethode
Zwischen dem Partikeldurchmesser und dem Muster der Lichtintensitätsverteilung besteht eine Eins-zu-eins-Entsprechung.
Wenn ein Teilchen mit einem Laserstrahl bestrahlt wird, wird von dem Teilchen Licht in alle Richtungen abgestrahlt. Dies ist "gestreutes Licht". Die Intensität des gestreuten Lichts variiert mit dem Streuwinkel und beschreibt ein räumliches Intensitätsverteilungsmuster. Dies ist ein "Lichtintensitätsverteilungsmuster". Ist der Partikeldurchmesser groß, konzentriert sich das vom Partikel emittierte Streulicht in Vorwärtsrichtung (d. h. in Richtung des Laserstrahls) und schwankt stark in einem Winkelbereich, der zu klein ist, um in einem Diagramm dargestellt zu werden. Im Vergleich zu dem in Vorwärtsrichtung emittierten Licht ist die Intensität des übrigen Lichts äußerst gering. Je kleiner der Partikeldurchmesser wird, desto mehr breitet sich das Muster des gestreuten Lichts nach außen aus. Wenn das Teilchen noch kleiner wird, wird die Intensität des seitlich und nach hinten abgestrahlten Lichts höher. Das Muster der Lichtintensitätsverteilung wird kürbisförmig und breitet sich in alle Richtungen aus. Auf diese Weise besteht also eine Eins-zu-Eins-Entsprechung zwischen dem Partikeldurchmesser und dem Lichtintensitätsverteilungsmuster. Das bedeutet, dass der Partikeldurchmesser durch die Erfassung des Lichtintensitätsverteilungsmusters ermittelt werden kann.
Die Messung wird an Partikelgruppen durchgeführt.
Die Messung der Partikelgrößenverteilung erfolgt nicht an einzelnen Partikeln, sondern an Partikelgruppen, die aus einer großen Anzahl von Partikeln bestehen. Partikelgruppen enthalten Partikel unterschiedlicher Größe, und das von einer Gruppe emittierte Lichtintensitätsverteilungsmuster setzt sich aus dem gesamten von allen Einzelpartikeln emittierten Streulicht zusammen. Die Partikelgrößenverteilung, d. h. welche Partikelgrößen in welchen Anteilen vorhanden sind, kann durch Erfassen und Analysieren dieses Lichtintensitätsverteilungsmusters ermittelt werden. Dies ist das Grundprinzip der Laserbeugungsmethode, die in Laserbeugungs-Partikelgrößenanalysatoren verwendet wird.
Optisches System im SALD-2300
Der von der Lichtquelle (Halbleiterlaser) emittierte Laserstrahl wird mit einem Kollimator in einen dicken Strahl umgewandelt und auf die Partikelgruppe gerichtet. Das von der Gruppe in Vorwärtsrichtung ausgestrahlte Streulicht wird mit einer Linse gebündelt, und es entstehen konzentrische Streubilder in einer Detektorebene, die sich in einem Abstand befindet, der der Brennweite entspricht. Diese werden mit dem Flügelsensor erfasst, in dem die lichtempfangenden Elemente konzentrisch angeordnet sind. Das seitlich und nach hinten abgestrahlte Streulicht wird mit seitlichen und hinteren Streulichtsensoren erfasst. Durch die Erfassung von Streulichtdaten aus allen Richtungen können Daten über die Lichtintensitätsverteilung gewonnen werden.
Ablauf der Lichtintensitätserfassung und Datenverarbeitung
Mit dem SALD-2300 Laserbeugungs-Partikelgrößenanalysator werden die Partikelgrößenverteilungen anhand der Lichtintensitätsverteilungsdaten berechnet. Der Gesamtablauf der Detektion und Datenverarbeitung ist in der nebenstehenden Abbildung dargestellt. Bei der Messung werden alle Vorgänge von der Erkennung von Streulichtintensitätsverteilungsmustern bis zur Berechnung der Partikelgrößenverteilung in einem einzigen Prozess ausgeführt und die Partikelgrößenverteilungsdaten ausgegeben. Die Neuberechnung der Partikelgrößenverteilung kann unter Verwendung der zuvor erfassten und gespeicherten Lichtintensitätsverteilungsdaten und der Auswahl eines anderen Brechungsindex als zum Zeitpunkt der Messung erfolgen.
Beugung/Streuung am Teilchen
Partikel-Sensor
Partikelberechnung
Anwendungen
Technische Daten: Hardware-Spezifikationen SALD-2300
 | |
| SALD-2300 | |
|---|---|
| Allgemeine Spezifikationen | |
| Prinzip der Messung | Laser-Diffraktionsverfahren |
| Messbereich |
|
Maßeinheit: SALD-2300 (P/N: 347-61700-42[115V], 347-61700-44[230V]) | |
| Lichtquelle | Roter Halbleiterlaser (Wellenlänge 680 nm) |
| Lichtdetektor | Detektorelemente für UV-Halbleiterlaser Insgesamt 84 Elemente (78 vorwärts, 1 seitlich, 5 rückwärts) |
| Systemkonformität | Laserprodukt der Klasse 1, CE-konform |
| Erforderliche Stromversorgung | 115 oder 230 VAC je nach Bestellung 100 VA |
| Abmessungen und Gewicht | B680mm×T280mm×H430mm, 31kg |
| Betriebsumgebung | Temperatur: 10 bis 30°C, Luftfeuchtigkeit: 20 bis 80 % (keine Kondensation) |
| Probenehmer: SALD-MS23 (P/N: 347-61701-42[115V], 347-61701-44[230V]) | |
| Dispergierbad | Fassungsvermögen: 100～280cm3 |
| Sonicator | Frequenz etwa 32 kHz, Leistung etwa 40 W |
| Flüssigkeitspumpe | Radialpumpe, maximale Fördermenge 2000cm3/min |
| Material der Flüssigkeitspumpe | Rostfrei (SUS 304, SUS 316), Tetrafluorethylen (PTFE), Perfluorelastmor (FEP) oder Kalrez, Thermoflon Pascal (innen) |
| Flüssigkeitsversorgungspumpe | Membranpumpe, maximale Fördermenge 750cm3/min |
| Material der Flüssigkeitsversorgungspumpe | Tetrafluorethylen, Polyvinyldenfluorid |
| Durchflusszelle | Quarzglas |
| Erforderliche Stromversorgung | 115 oder 230 VAC je nach Bestellung, 200 VA |
| Abmessungen und Gewicht | W390mm×D520mm×H430mm,18kg |
| Betriebsumgebung | Temperatur: 10 bis 30°C, Luftfeuchtigkeit: 20 bis 80 % (keine Kondensation) |
| Batch-Zelle: SALD-BC23 (P/N: 347-61702-42) | |
| Zellmaterial | Quarzglas |
| Erforderliches Flüssigkeitsvolumen | Ca. 12 cm3 |
| Mechanismus des Rührwerks | Auf- und Abwärtsbewegung der Klinge |
| Abmessungen und Gewicht | B100mm×T120mm×H140mm, 0,8kg |
| Betriebsumgebung | Temperatur: 10 bis 30°C, Luftfeuchtigkeit: 20 bis 80 % (keine Kondensation) |
System zur Messung hochkonzentrierter Proben: SALD-HC23 (P/N: 347-61703-42) | |
| Zellmaterial | Borosilikatglas |
| Erforderliches Flüssigkeitsvolumen | Ca. 0,15 cm3 |
| Abmessungen und Gewicht | B20mm×T100mm×H9mm, 0,2kg |
| Betriebsumgebung | Temperatur: 10 bis 30°C, Luftfeuchtigkeit: 20 bis 80 % (keine Kondensation) |
Zyklon Injektionstyp Trockenmesseinheit: SALD-DS5 (P/N: 347-61706-42[115V], 347-61706-44[230V]) | |
| Arten der Probenabsaugung | Zyklon-Typ / Ein-Schuss-Typ / Hand-Schuss-Typ |
| Ansaugstutzen | Es kann zwischen 3 Typen gewählt werden |
| Spezifikationen der Probenahmeeinheit | |
| System | Zyklon-Typ |
| Methode der Kommunikation | USB (PC-Steuerung) |
| Erforderliche Stromversorgung | 115/230VAC(±10%), 100VA, 50/60Hz (ohne Staubabscheider und Kompressor) |
| Abmessungen und Gewicht | B 240×T 310×H 210 mm, 10 kg |
| Betriebsumgebung | Temperatur: 10 bis 30°C, Luftfeuchtigkeit: 20 bis 80 % (keine Kondensation) |
| Technische Daten des Druckreglers | |
| Primärdruck | 0,6 bis 0,8 MPa |
| Sekundärer Druck | 0,05 bis 0,5 MPa |
| Filtrationsleistung | Entfernung von Partikeln mit einer Größe von 5 μm oder mehr |
| Anschluss an die Luftquelle | Rohr mit 6 mm Außendurchmesser |
| Methode der Kommunikation | USB (PC-Steuerung) |
| Erforderliche Stromversorgung | 115/230VAC(±10%), 100VA, 50/60Hz (ohne Staubabscheider und Kompressor) |
| Abmessungen und Gewicht | B 130×T 223×H 233 mm, 3 kg |
| Betriebsumgebung | Temperatur: 10 bis 30°C, Luftfeuchtigkeit: 20 bis 80 % (keine Kondensation) |
| Anforderungen an Kompressor und Staubabscheider | |
| Kompressor |
|
| Staubabscheider |
|
Technische Daten: Software-Spezifikationen SALD-2300
| |
| SALD-2300 | |
|---|---|
| Mess- und Datenanzeigefunktionen | |
| Messung der Partikelgrößenverteilung | Ermöglicht Messungen mit der Messassistentenfunktion (interaktiver Prozess auf der Grundlage von SOP) |
| Einstellung des Brechungsindex | Automatische Brechungsindex-Berechnungsfunktion (LDR-Methode: Light Intensity Distribution Reproduction Method) macht die Einstellung des Brechungsindexes einfach. |
| Echtzeit-Anzeige | Gleichzeitige Anzeige der Partikelgrößenverteilung/Lichtintensitätsverteilung |
| Diagnostik/Einstellungen | Selbstdiagnosefunktion und Zellkontrollfunktion |
| Neuberechnung der Partikelgrößenverteilung | Stapelweise Neuberechnung von max. 200 Verteilungen |
| Anzeige der Daten zur Partikelgrößenverteilung | Zeigt eine Überlagerung von max. 200 Verteilungen |
| Anzeige der Lichtintensitätsverteilung | Zeigt eine Überlagerung von max. 200 Verteilungen |
| Statistische Datenverarbeitung | Max. 200 Datensätze (erlaubt auch die Überlagerung von max. 200 Datensätzen) |
| Zeitreihenverarbeitung | Max. 200 Datensätze |
| 3-Dimensionale Graphik | Max. 200 Datensätze |
| Datenübertragung über die Zwischenablage | [Bildausgabe]: Gibt das gesamte Datenblatt oder nur die Grafik aus. [Textausgabe]: Gibt zusammenfassende Daten, Daten zur Partikelgrößenverteilung oder Daten zur Lichtintensitätsverteilung aus. |
| Sortierung von Daten | Sortiert nach Dateiname, Proben-ID, Probennummer oder Brechungsindex |
| Ausgabebedingungen | |
| Partikelgröße (μm) Teilungen | Feste 51 oder 101 Teilungen Vom Benutzer einstellbare 51 Teilungen |
| Partikelmenge (%) Teilungen | Feste 51 Teilungen Vom Benutzer einstellbare 51 Teilungen |
| Verteilung Basis | Anzahl, Länge, Fläche oder Volumen |
| Ausdruck der kumulativen Verteilung | Übergröße oder Untergröße |
| Ausdruck der Häufigkeitsverteilung | q, q / Δ×, q / Δlog × |
| Glätten von Ebenen | 10 Stufen |
| Anpassung der Verteilungsfunktion | Rosin-Rammler-Verteilung, logarithmische Gaußsche Verteilung |
| Datenverschiebung | ±10 Stufen |
| Bericht Funktion | Einzelne Datensätze (6 Vorlagen), überlagerte Daten (5 Vorlagen), statistische Daten, Zeitreihendaten, oder 3D-Daten können ausgewählt und per Stapelverarbeitung ausgegeben werden |
| Funktionen zur Datenanalyse | |
| Bewertungsfunktion des Streuwinkels | Bewertet die Streueigenschaften in Mikrowinkelbereichen für Proben wie optische Filme und Folien. |
| Funktionen der Datenemulation | Emulation von Messergebnissen aus anderen Instrumenten und Messprinzipien mit Hilfe der SALD-Serie Messergebnisse. |
| Gemischte Daten-Simulationsfunktion | Simuliert Partikelgrößenverteilungen mit einem beliebigen Mischungsverhältnis mehrerer Partikelgrößenverteilungen. |
| Datenverbindung Funktion | Kombiniert zwei Partikelgrößenverteilungen mit unterschiedlichen Messbereichen an jedem Partikelgrößenpunkt, um eine einheitliche Partikelgrößenverteilung erstellen. |
| Kontinuierliche Messfunktion | Misst kontinuierlich Veränderungen der Partikelgrößenverteilung und des Partikeldurchmessers im Laufe der Zeit, in Intervallen von bis zu einer Sekunde und speichert die Ergebnisse. |
Technische Daten: PC-Anforderungen SALD-2300
| ||
| SALD-2300 | ||
|---|---|---|
| OS | Windows 7 | |
| CPU | Pentium Dual-Core 2.5GHz mindestens 7 | |
| SPEICHER | Mindestens 2 GB. | |
| HDD | Min. 1 GB freier Speicherplatz erforderlich | |
| CD-ROM-Laufwerk | Erforderlich für die Installation der Software | |
| USB-Anschluss | Name der Einheit | Erforderlicher USB-Anschluss |
| SALD-2300 | 1 Anschluss | |
| SALD-BC23 | 0 | |
| SALD-MS23 | 1 Anschluss | |
| SALD-HC23 | 0 | |
| SALD-DS5 | 2 Häfen | |
| Drucker | 1 Anschluss | |
| Anzeige | SXGA (1280×1024 Pixel) min. | |
| Drucker | Muss mit dem Betriebssystem kompatibel sein. |
Zahlreiche Beobachtungsthemen, die Zeit erfordern
Auflösung von einem Millionstel einer Sekunde oder weniger
Luft- und Raumfahrtausrüstung
- Luftströmung in Windkanaltests
- Hochgeschwindigkeits-Schlagversuche für Luft- und Raumfahrtmaterialien
- Das Verhalten von Hochgeschwindigkeitsflugobjekten
- Die Erzeugung und Ausbreitung von Schockwellen
Automobile
- Das Versagensverhalten von Karosseriewerkstoffen
- Der Verbrennungsprozess in Motoren
- Der Einspritzvorgang in Kraftstoffeinspritzanlagen
Fortgeschrittene medizinische Ausrüstung
- Der Prozess der Wirkstofffreisetzung in Arzneimittelabgabesystemen
- Der Prozess der Erzeugung und des Verschwindens von Mikrobläschen, die für die Sterilisation und die Ultraschalldiagnose verwendet werden
Unterhaltungselektronik
- Die Materialien für das Tintenstrahlverfahren
- Der Prozess des Versagens von Smartphone-Glas
- Das Verhalten von MEMS-Geräten, die in Projektoren verwendet werden
Die Visualisierungstechnologie, die auf der Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung und der Zeitlupenwiedergabe von Phänomenen durch eine Hochgeschwindigkeitsvideokamera basiert, wird in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt.
Im Folgenden sind Beispiele für Bereiche aufgeführt, die eine Hochgeschwindigkeitsbeobachtung erfordern, die eine zeitliche Auflösung von einer Millionstel Sekunde oder weniger erfordert.
Bereich Luft- und Raumfahrt
- Luftströmung in Windkanaltests
- Hochgeschwindigkeits-Schlagversuche für Luft- und Raumfahrtmaterialien
- Das Verhalten von Hochgeschwindigkeitsflugobjekten
- Die Erzeugung und Ausbreitung von Schockwellen
Hochgeschwindigkeitszusammenstoß eines transparenten Laminats mit einer Harzkugel
CFK-Blitzschlagtests
Blitzschlagversuche dienen der Untersuchung von Schäden durch Blitzeinschläge in kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK), die zunehmend als Strukturmaterial für Flugzeuge verwendet werden. Das Bild zeigt die sofortige Vergasung des Harzes durch den in Richtung der CFK-Fasern fließenden Blitzstrom
Überschall-Windkanal-Test
Sonic Booms, die von Ultraschall-Passagierflugzeugen erzeugten Schockwellen, verursachen einen donnernden Lärm am Boden, weshalb aerodynamische Konstruktionen untersucht werden, um dieses Problem zu verringern. Das Bild zeigt einen Mach-2-Ultraschall-Windkanaltest. Die Hochgeschwindigkeitskamera erfasst die feinen Veränderungen in der Luftströmung.
Satelliten- und Raketentrümmer, so genannter Weltraumschrott, umkreisen die Erde mit hoher Geschwindigkeit in Satellitenbahnen. Weltraumschrott verursacht Probleme, wenn er mit fliegenden Raumfahrzeugen kollidiert und diese beschädigt. In den letzten Jahren hat auch die Umstellung von Flugzeugteilen auf kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) Fortschritte gemacht. Flugzeuge werden jedoch von Blitzen getroffen und kollidieren während des Fluges mit Vögeln und Hagel, so dass die Stoßfestigkeit der Materialien und die dadurch verursachten Schäden im Vorfeld untersucht werden müssen. Bei der Entwicklung von Werkstoffen für die Luft- und Raumfahrt werden Hochgeschwindigkeitskameras eingesetzt, um das Versagensverhalten von Werkstoffen durch schnell fliegende Objekte sowie die Verformung und das Versagensverhalten von Werkstoffen durch Hochgeschwindigkeitseinschläge zu untersuchen. Darüber hinaus werden Hochgeschwindigkeitskameras für die Entwicklung von Schubgeneratoren, die aerodynamische Auslegung mittels Windkanaltests, die Beobachtung von Schäden bei Blitzschlagtests und die Grundlagenforschung zu Schockwellen, Detonationswellen und anderen Hochgeschwindigkeitswellenbewegungen eingesetzt.
Diese Bilder zeigen den Versagensprozess, der durch den Hochgeschwindigkeitsaufprall einer Harzkugel (Nylonkugel) auf einen Block aus einem transparenten Laminat (Polycarbonat) verursacht wird. Die Bilder veranschaulichen die Entstehung und das Wachstum von Rissen im Inneren des Blocks aufgrund der durch den Aufprall verursachten Spannungswelle.
Zur Verfügung gestellt von Professor Arai von der Hosei Universität, Professor Sato von der JAXA, Professor Kawai von der Kumamoto Universität
Hochgeschwindigkeitszusammenstoß eines transparenten Laminats mit einer Harzkugel
Eine Harzkugel wird mit 3,5 km pro Sekunde aus der Gaspistole injiziert. Der Hochgeschwindigkeitsaufprall eines transparenten Laminats auf die Harzkugel wird im Gegenlichtsystem für die Kamera und das Stroboskoplicht aufgezeichnet.
Kraftstoffeinspritzdüse (Injektor) für einen Kraftfahrzeugmotor
Flüssiger Kraftstoff wird durch die Einspritzdüse des Motors eingespritzt. Die Analyse des Zerstäubungsprozesses, bei dem der Kraftstoff in feine Partikel einheitlicher Größe umgewandelt wird, ist für die Entwicklung von Hochleistungsmotoren mit hohem Wirkungsgrad unerlässlich. Die Bilder zeigen, wie der flüssige Kraftstoff, der mit hoher Geschwindigkeit aus den Poren der Düsenspitze eingespritzt wird, einen kegelförmigen Film bildet, der sich dann in Tröpfchen verwandelt.
Zur Verfügung gestellt von Professor Kawahara von der Universität Okayama
Zündkerzen
Das aufgenommene Bild zeigt die Funkenentladung zwischen den Elektroden der Zündkerze. Es ist deutlich zu erkennen, dass der Funke durch die Einwirkung des eingespritzten Kraftstoffs von der linken auf die rechte Seite des Bildes stark verbogen wird. Zur Verfügung gestellt von Professor Kawahara von der Universität Okayama
Hochgeschwindigkeits-Zugversuch an kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFRP)
Das Bild veranschaulicht den Bruch des CFK durch die Hochgeschwindigkeits-Zugprüfmaschine. Das CFK bricht sofort bei der Grenzlast, so dass eine Aufnahmegeschwindigkeit von 10 Millionen Bildern/Sekunde erforderlich ist, um den Bruchvorgang im Detail zu erfassen.
Zerstäubungsprozess von Brennstoffen
Aufnahmegeschwindigkeit: 10 Millionen Bilder/Sekunde Breite des Sichtfelds: Ca. 1,2 mm.
Der aus der Düse eingespritzte flüssige Kraftstoff wird aufgefangen. Der Flüssigkeitsfilm verwandelt sich mit zunehmendem Abstand von der Düse in Tröpfchen. Zur Verfügung gestellt von Professor Kawahara von der Universität Okayama
Zerstäubungsprozess von Brennstoffen
Für die Entwicklung leistungsfähiger und hocheffizienter Kraftfahrzeugmotoren sind detaillierte Beobachtungen und Analysen der strukturellen Komponenten des Motors erforderlich. Dazu gehören der Prozess der Kraftstoffeinspritzung durch Einspritzanlagen (Injektoren) und der Prozess der Kraftstoffzündung durch Zündkerzen. Darüber hinaus wird die Entwicklung von Fahrzeugkarosserien unter Verwendung neuer Werkstoffe, wie z. B. leichte und sehr feste kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK), aktiv vorangetrieben.
Bei der Entwicklung solcher neuen Werkstoffe ist es jedoch notwendig, das Verformungs- und Versagensverhalten von Werkstoffen zu beobachten und zu analysieren, wenn sie einem Schlag ausgesetzt sind. In den letzten Jahren wurde das mit Hochgeschwindigkeitskameras aufgenommene Verformungsverhalten von Materialien mit Hilfe von Bildanalysesoftware analysiert. Es werden auch dynamische Analysen der 2D- oder 3D-Dehnungsverteilung im Material durchgeführt. Darüber hinaus werden Hochgeschwindigkeitskameras eingesetzt, um den Verbrennungsprozess von Motoren und das Verhalten von Airbags zu beobachten.
Beobachtung und Analyse von Motorkomponenten
Die Entladung der Zündkerze oder der Kraftstoffeinspritzung aus der Düse kann teilweise allein oder mit Hilfe eines Visualisierungsmotors beobachtet und im Detail analysiert werden.
In der medizinischen Behandlung und in der Biotechnologie wird die Dynamik der so genannten Mikrobläschen, mikroskopisch kleiner Bläschen in der Größenordnung von 1 bis 100 Mikrometern, für die Forschung genutzt. Wenn Mikrobläschen in einer Flüssigkeit Ultraschallwellen ausgesetzt werden, dehnen sie sich aus, ziehen sich zusammen und verschwinden wieder, wobei ein lokaler Hochgeschwindigkeitsstrom entsteht, der als Mikrojet bezeichnet wird. Es wird erforscht, wie dieses Phänomen genutzt werden kann, um Poren in Zellen zu öffnen und so Gene und pharmazeutische Wirkstoffe direkt in die Zellen einzubringen. Mikrobläschen sind extrem klein, so dass der Prozess der Ausdehnung, Kontraktion und Zerstörung mit sehr hoher Geschwindigkeit erfolgt. Dementsprechend ist eine hochempfindliche Hochgeschwindigkeitskamera erforderlich, um dieses Verhalten zu analysieren. Darüber hinaus werden Hochgeschwindigkeitskameras verwendet, um das Verhalten von Ultraschallwellen aus Ultraschallgeneratoren zu beobachten.
Die Forschung arbeitet an einem System zur Verabreichung von Arzneimitteln, bei dem Mikrokapseln mit pharmazeutischen Wirkstoffen und Mikrobläschen in die Nähe von Krebszellen gebracht werden. Durch die Einwirkung von Ultraschallwellen werden die Kapseln aufgebrochen, und die Arzneimittel werden dann in die Krebszellen geleitet. Die Bilder veranschaulichen die Ausdehnung, Kontraktion und Zerstörung der Mikrobläschen in der Nähe der Krebszellen sowie die mechanischen Auswirkungen dieses Prozesses auf die Zellen.
Zur Verfügung gestellt von der Abteilung für Bioengineering und Bioinformatik der Universität Hokkaido
Hochgeschwindigkeits-Kontraktion von Mikrobläschen
Die Bilder zeigen das Zusammenziehen und Verschwinden von Mikrobläschen, die durch eine elektrische Entladung an der Spitze eines mikroskopischen Rohrs entstehen. Geforscht wird an Mikroskalpellen und anderen Anwendungen, die die Hochgeschwindigkeitsströmung nutzen, die beim Verschwinden der Mikrobläschen entsteht.
(Zur Verfügung gestellt vom Yamanishi-Labor am Shibaura Institute of Technology)
Laser-Ablationsbeschichtungssystem
Hochgeschwindigkeitskameras werden zur Beobachtung und Messung von Hochgeschwindigkeitsphänomenen eingesetzt. Dazu gehören das Verhalten des Plasmas in Ätzanlagen, Sputteranlagen und anderen Plasmaanlagen sowie Bearbeitungsprozesse in Laserbearbeitungsanlagen, Funkenerosionsmaschinen und Schneidmaschinen. Darüber hinaus werden sie zur Fehleranalyse eingesetzt, einschließlich der Beobachtung des Zeitpunkts der Zerstörung der Isolierschicht auf den Halbleiterbauelementen.
Laserablation-Filmbildungsapparat
Wird der Laserpuls auf eine Zielsubstanz eingestrahlt, wird eine Substanzoberfläche abgetragen (Ablation), werden Partikel mit einer
Licht emittierende, so genannte Fahne erscheint. Das Laserablations-Filmbildungsgerät nutzt diese
Phänomen, wird ein Substrat, auf dem ein Film gebildet werden soll, gegenüber der Zielsubstanz angeordnet, und ein Film durch
Ablagerung der durch Abrieb erzeugten Partikel auf dem Substrat. Das Bild wird durch Beobachtung der
Entstehung und Verschwinden der Rauchfahne mit den horizontal von links ausgestrahlten Laserpulsen.
Zur Verfügung gestellt vom Tanabe-Labor der Universität Kyoto
Zur Verfügung gestellt von Professor Kawahara von der Universität Okayama
Dielektrischer Durchbruch des Halbleiterbauelements
Beobachtet wird der dielektrische Durchbruch eines MOS-Bauelements (Metall-Oxid-Silizium, die Grundlage der integrierten Halbleiterschaltung). Der Durchbruchsprozess, bei dem sich die Dünnfilm-Metallelektrode von der Oxidschicht ablöst und einen Blitz aussendet, wird erfasst.
Zur Verfügung gestellt vom Sugawa Kuroda Labor der Tohoku Universität
Breite des Sichtfelds: Ca. 0,8 mm
FTCMOS2 Fortgeschrittene,
Burst Image Sensor der nächsten Generation
Burst-Verfahren ermöglicht Ultra-High-Speed-Aufnahme
Bei typischen Hochgeschwindigkeits-Videokameras befinden sich die Bildspeicher außerhalb des Bildsensors. Da die Anzahl der Signalausgänge im Vergleich zur Anzahl der Pixel überwältigend klein ist, muss die Übertragung der Videosignale von den Pixeln zu den Speichern ein sequentiell-serieller Prozess sein; daher ist eine Ultra-Hochgeschwindigkeitsaufnahme von mehr als 1 Million Bildern pro Sekunde nicht möglich. Im Gegensatz dazu hat der Burst Image Sensor von Shimadzu die gleiche Anzahl von eingebauten Speichern wie die Anzahl der aufgezeichneten Bilder. Darüber hinaus sind ein Pixel und ein Speicher über einen Draht eins zu eins miteinander verbunden, so dass das Videosignal vollständig parallel von den Pixeln zu den Speichern übertragen wird. Auf diese Weise ist es möglich, Ultra-Hochgeschwindigkeitsaufnahmen mit 10 Millionen Bildern pro Sekunde zu realisieren. Da außerdem die Anzahl der Signalabgriffe nicht wie bei herkömmlichen seriellen Übertragungssystemen begrenzt ist, ist eine hochauflösende Aufzeichnung mit extrem hoher Geschwindigkeit möglich.
Burst Image Sensor der nächsten Generation auf Basis von CMOS-Technologie
Herkömmliche Burst-Bildsensoren basieren auf der CCD-Technologie, bei der der Speicher neben den Pixeln angeordnet ist. Dies hat zur Folge, dass die Bildqualität aufgrund von Signalverlusten zwischen den Pixeln und dem Speicher leidet. Der FTCMOS-Burst-Bildsensor von Shimadzu verwendet daher die CMOS-Technologie, bei der die Pixel und der Speicher räumlich getrennt sind, um eine hohe Bildqualität ohne Signalverluste zu erreichen. Darüber hinaus ist die Lichtempfindlichkeit des FTCMOS2 dank eines neuen CMOS-Prozesses sechsmal besser als die des FTCMOS.
Hinweis: Die FTCMOS- und FTCMOS2-Sensoren wurden in Zusammenarbeit mit Prof. Shigetoshi Sugawa von der Tohoku-Universität entwickelt. Patente: 04931160, 04844853, 04844854
Verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis dank sechsmal höherer Empfindlichkeit als herkömmlich
Die Lichtempfindlichkeit der HPV-X2 wurde durch den Einsatz des FTCMOS2-Bildsensors im Vergleich zu unseren herkömmlichen Produkten um das Sechsfache verbessert. Die daraus resultierende Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses führt zu klareren Bildern als bei herkömmlichen Produkten, wenn die optischen Systeme gleich sind.
FP-Modus und HP-Modus
- Der FTCMOS2-Sensor hat 100.000 Pixel und einen Speicher von 12,8 Millionen Bit.
- Im FP-Modus ist jedes 128-Bit-Speicherelement 100.000 Pixeln zugeordnet.
- Im HP-Modus ist jedes 256-Bit-Speicherelement 50.000 Pixeln zugeordnet.
- Die maximale Aufnahmegeschwindigkeit im HP-Modus beträgt 10 Millionen Bilder/Sekunde, und die Anzahl der aufgezeichneten Bilder ist 256, also doppelt so hoch wie im FP-Modus. Die Auflösung beträgt jedoch nur die Hälfte, nämlich 50.000 Pixel.*
* Bei der Anzeige von Bildern mit Hilfe von Software und beim Speichern von Bilddaten werden die im HP-Modus nicht verwendeten Pixel von der Software ergänzt, so dass das Äquivalent von 100.000 Pixeln angezeigt oder gespeichert wird.
Neuer FTCMOS2-Bildsensor
Konventioneller FTCMOS-Bildsensor
| HP (Halbpixel)-Modus | FP (Full Pixel) Modus | |
|---|---|---|
| Max. Aufnahmegeschwindigkeit | 10 Millionen Bilder/Sekunde | 5 Millionen Bilder/Sekunde |
| Auflösung | 50.000 Bildpunkte | 100.000 Pixel |
| Anzahl der aufgezeichneten Frames | 256 | 128 |
Synchronisierte Hochgeschwindigkeits-Aufnahmefunktion mit zwei Kameras
Mit zwei Kameras können präzise synchronisierte Aufnahmen mit einer Bildrate von 10 Millionen Bildern/Sekunde durchgeführt werden, so dass Hochgeschwindigkeitsphänomene gleichzeitig aus zwei Richtungen aufgenommen werden können. In Kombination mit handelsüblicher Bildanalysesoftware kann auch eine 3D-Bildanalyse durchgeführt werden.
- Gleichzeitige Aufnahme in zwei Richtungen mit zwei Kameras
- 3D-Bildanalyse in Kombination mit handelsüblicher Bildanalysesoftware
Gleichzeitige Aufzeichnung des Bruchs von kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) in zwei Richtungen in einem Zugversuch
Vorderseite
Seite
Windows-kompatible Steuerungssoftware
- Eine Windows-kompatible Steuerungssoftware wird mitgeliefert. Verbinden Sie die Kamera und den PC einfach über ein LAN-Kabel und konfigurieren Sie die einfachen Einstellungen, um sofort mit der Aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit zu beginnen.
- Neben einem speziellen Format können die aufgenommenen Bilder auch in gängigen Formaten wie AVI, BMP, JPEG und TIFF gespeichert werden.
Die Kamera kann in Kombination mit handelsüblicher Bildanalyse-Software verwendet werden
- Hochgeschwindigkeitsphänomene können einer Bildanalyse und einer numerischen Analyse unterzogen werden, indem die aufgenommenen Bilder in einem gängigen Format gespeichert und anschließend in eine handelsübliche Bildanalysesoftware geladen werden.
- Um die Dehnungsverteilung von Proben bei Materialprüfungen zu ermitteln, kann insbesondere eine handelsübliche Software zur Analyse der Dehnungsverteilung verwendet werden, die nach dem Prinzip der digitalen Bildkorrelation (DIC) arbeitet.
3-D-Dehnungsanalyse einer dünnen CFK-Platte
Das Verformungsverhalten einer dünnen CFK-Platte, die mit einer Stahlkugel kollidiert, die von einer Gaskanone mit Überschallgeschwindigkeit abgeschossen wird, wurde von zwei Hochgeschwindigkeitskameras aufgezeichnet. Mit Hilfe der 3D-DIC-Software ist es möglich, eine zeitliche Änderung der Dehnungsverteilung in der Richtung senkrecht zur
die dünne Platte.
Zur Verfügung gestellt vom Tanabe-Labor der Universität Nagoya
3D-DIC-Analyse-Software VIC-3D
(Option: Correlated Solutions Inc.)
Das VIC-3D kann zwei HPV-X2-Geräte direkt über sein'
grafische Benutzeroberfläche zur Durchführung dreidimensionaler Hochgeschwindigkeits-Dehnungsanalysen.
*Um die HPV-X2-Direktsteuerungsfunktion über VIC-3D verfügbar zu machen, ist eine Lizenz
Authentifizierungskit (S348-09838-01) ist zusätzlich zum VIC-3D erforderlich.
Äußere Abmessungen
English 
German 
Czech 
Slovak 
Bulgarian 
Romanian 