آثار مشتت بالموجات فوق الصوتية على القياسات المضمنة

لتوصيف وقياس الجسيمات الأولية ، يجب أن تكون الجسيمات مشتتة جيدا حيث تقوم التكتلات بتزوير نتائج القياس. الموجات فوق الصوتية هي أداة موثوقة لتدمير التكتلات وتهيئة الظروف التي يتم فيها تثبيت الجسيمات الأولية على مسافة كافية من بعضها البعض بحيث يمكن اكتشافها كجزيئات فردية. تقدم الدراسة التالية ل Sequip مزيجا ناجحا من أجهزة صوتي Hielscher مع أنظمة القياس المضمنة من Sequip لتوصيف الجسيمات الموثوق به.

بسبب قوى الترابط بين الجسيمات ، على سبيل المثال قوى فان دير فال ، تميل الجسيمات إلى التكتل والتجميع. وبالتالي ، تندمج العديد من الجسيمات (الأولية) معا وتشكل جسيما أكثر تعقيدا (ما يسمى بالجسيمات الثانوية). تؤثر عمليات التكتل والتجميع على القياس بشكل كبير بسبب:

• التغيرات في توزيع حجم الجسيمات (حيث يتم قياس التكتلات كجسيم واحد)
• التغييرات في خصائص التدفق
• تغييرات الحالة الطبيعية للمادة

وبالتالي ، تتأثر العملية بالعديد من المتغيرات ، مما يتعارض مع التقييم الموثوق.

قياس الجسيمات

تم تطوير مستشعرات PAT من Sequip للقياس المباشر للجسيمات بحيث يتم تسجيل التغييرات في توزيع حجم الجسيمات باستمرار وتقييمها بأمان. تسمح معدات قياس PAT في الموقع بالحصول على معلومات إضافية أثناء تطوير تركيبات جديدة تتعلق بالتشكل العام وكذلك التحكم في جودة المنتج أثناء المعالجة.
يمكن إجراء القياس في الموقع في المختبر أو بشكل مضمن وفي الوقت الفعلي أثناء العملية مما يوفر نتائج قياس دقيقة اعتمادا على خصائص المنتج ونطاق الحجم الديناميكي.

المشكلة:

التكتلات تزيف نتائج توصيف الجسيمات. للحصول على قياسات موثوقة ، يجب منع عملية التكتل. أبسط طريقة هي إضافة مادة مضافة مشتتة / مشتتة. ومع ذلك ، فإن استخدام المشتت يغير الصيغة الأصلية للمنتج وبالتالي فإن نتائج القياس لن تعكس توزيع الحجم الحقيقي. للتحكم في العملية أثناء الإنتاج ، فإن استخدام إضافات التشتيت هو طريقة غير مناسبة.

يصور الرسم البياني أدناه PVC800 ، وهو بولي فينيل كلوريد ، مع توزيع حجم الجسيمات بحد أقصى.500-630μm. ومع ذلك ، بسبب التكتل ، تظهر نتائج القياس قمم 1400 ميكرومتر.

يوضح الشكل 1 قياس PVC 800: يظهر PVC 800 عادة توزيع حجم الجسيمات مع قمم عند حوالي 500-630μm. هنا ، ومع ذلك ، يتم قياس قمم تصل إلى 1400μm بسبب التكتل.

الحل:

البديل المستقل عن العملية هو تركيب مشتت بالموجات فوق الصوتية.
لإثبات التأثير الإيجابي للتشتيت بالموجات فوق الصوتية ، تم تفكيك تعليق PVC800 عن طريق الصوتنة. تم صوتنة دورق زجاجي بتركيبة PVC800 باستخدام المشتت بالموجات فوق الصوتية UP200S بينما تم تمييز الجسيمات في الموقع باستخدام مستشعر PAT الخاص ب Sequip.
يقوم الخالط بالموجات فوق الصوتية بإقران الموجات فوق الصوتية في الوسط الذي يولد اهتزازات ميكانيكية وقوى قص قوية. تعمل الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة ومنخفضة التردد على تشتيت التكتلات بشكل فعال. وبالتالي ، تدخل الجسيمات الفردية فقط في تركيز المستشعر بحيث يمكن قياس التوزيع الحقيقي لحجم الجسيمات – كما هو موضح بشكل ملحوظ في الرسم البياني التالي:

الشكل: 2 يوضح الرسم البياني بوضوح أن قياس جسيمات PVC 800 باستخدام الموجات فوق الصوتية (الأخضر) له توزيع حجم جسيمات أصغر وأكثر انتظامًا من نتائج القياس التي تم الحصول عليها بدون الموجات فوق الصوتية (الأحمر).

ملخص

وقد ثبت أن الموجات فوق الصوتية هي أداة كافية وموثوقة ل إزالة التكتل و كسر الجسيمات. يمكن تنفيذ التشتت بالموجات فوق الصوتية بمرونة في أي مرحلة من مراحل الإنتاج ويضمن قياسا وتقييما موثوقا لحجم الجسيمات باستخدام نظام مستشعر PAT من Sequip.