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筛分法 vs 动态图像分析:粒度检测的“传承”与“革新”

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导语:粒度分析是材料表征的基础环节。筛分法沿用百年,简单可靠;动态图像分析后来居上,精准高效。两者结果为何存在偏差?如何让新旧数据“对话”?
FRITSCH A-28 用“筛分关联”给出了答案。


经典筛分法:简单,但不够完美

筛分法通过不同孔径的筛网对颗粒进行机械分离,称量各筛上颗粒质量,得到粒度分布。它操作直观、设备成本低,至今仍是许多实验室的优。但筛分法也有先天不足:

▼分辨率低:只能按固定筛孔分级,两个筛级之间的粒径信息完全丢失
▼形状干扰:非球形颗粒(片状、纤维状、圆柱状)因取向不同,可能横着通过或错误堵塞
团聚与静电:细粉易团聚或粘附筛网,影响分离效果
筛网误差:即使全新筛网,ISO标准允许平均孔径偏差>3%,单孔偏差>15%
为因素:取样、操作、称量、计算,每一步都可能引入误差
耗时费力:手动操作、清洁、校准,过程繁琐




动态图像分析:更精确、更全面的现代方案

根据ISO 13322标准,动态图像分析利用高速相机拍摄颗粒阴影投影,通过图像算法同时分析粒度与粒形。

FRITSCH A-28 将这一技术推向新高度:

 

高速采集:每秒75帧,实时分析超过100万个颗粒

✅多参数输出:23种尺寸与形状参数(长宽比、球形度、凸度等)

✅全自动运行:基于SOP的标准流程,消除人为误差

✅免维护设计:无易损件,免工具清洁


 


👉核心问题:两种方法的结果为何不一致?

根本原因在于测量原理不同:

  • 筛分法基于质量,假设颗粒为等效球体

  • 图像分析基于体积,直接测量颗粒的真实几何尺寸


对于不规则的颗粒,两种方法之间的差异变得更加明显,此时两种方法之间会出现系统性偏差。经验表明,最小弦长是与筛分结果最接近的参数——因为颗粒往往以最小投影面积通过筛孔。

球形(左)、圆柱形(中)和多面体(右)颗粒的示意图,显示了它们相对于下方筛网的不同取向。根据取向的不同,相同的 颗粒有时会通过筛孔,有时会堵塞筛孔,从而导致测量误差


A-28 拍摄的球形(左)、圆柱形(中)和多面体(右)颗粒的测量图像,显示了它们相对于相机的不同取向。与筛分方法不同, 可以使用多个参数进行计算,例如最小弗雷特直径(Fe min.)、最大弗雷特直径(Fe max.)或最小弦长(Xc


👉FRITSCH A-28的解决方案:筛分关联

1️⃣简单筛分关联

  • 适用:球形颗粒

  • 原理:对粒度分布曲线进行整体平移

  • 数据需求:整体样品的筛分数据 + A-28数据

2️⃣复杂筛分关联

  • 适用:非球形颗粒(圆柱状、片状、多面体等)

  • 原理:为每个筛分级别单独计算校正因子

  • 数据需求:整体数据 + 各筛分级分的A-28分析数据

  • 优势:精度更高,提供均方根误差输出

    使用 A-28 复杂筛分关联的累积分布图形表示。结果基于最小弦长,并显示在关联之前(灰色虚线)和关联之后(蓝色实线)。粉色圆点代表原始筛分结果。为清晰起见,本图中省略了通常用于描述测量值密度分布的条形图

3️⃣使用提醒:关联不是万能的

  • 关联函数仅适用于颗粒形状和分布宽度可比的样品

  • 若样品特性发生显著变化,原有关联将失效

  • 关联质量直接取决于筛分分析本身的准确性

4️⃣核心观点:关联是桥梁,升级才是方向

“筛分分析在质量上劣于动态图像分析。关联的目的,是将更精确的测量结果转换到较不精确的筛分结果上。”

在质量保证领域,这应视为短期过渡方案。更合理的长期策略是:

  • 采用先进技术对产品进行重新认证

  • 基于动态图像分析数据重新定义产品规格


总结

动态图像分析正在成为颗粒表征的新基准。FRITSCH A-28 不仅提供了卓越的测量性能,更通过科学的筛分关联功能,帮助用户在不中断数据连续性的前提下,平稳地从传统筛分迈向现代图像分析。


关于FRITSCH
FRITSCH 是实验室颗粒分析与样品制备领域的制造商。A-28 动态图像分析仪体现了我们在精度、效率与智能化方面的持续创新。







发布时间

2026-05-26

浏览次数

53

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