Caratterizzazione morfometrica e morfologica delle polveri
Numerose industrie in alcuni punti del processo produttivo richiedono la produzione, la caratterizzazione e il controllo di materiali allo stato di particolato o polvere. In questi casi la conoscenza approfondita delle caratteristiche delle particelle gioca un ruolo fondamentale. Storicamente la caratteristica più conosciuta è il diametro equivamente, ma nel corso dei decenni lo sviluppo di nuove tecniche come quelle basate sul potenziale zeta, la diffrazione laser, il lighe scattering e il Dynamic Light Scattering (DLS), la Dilute Solution Viscosity (DSV), il Gel Permeation Chromatography (GPC) conosciuto anche come il Size Exclusion Chromatography (SEC) ha permesso lo sviluppo di nuovi parametri identificativi le proprietà morfometriche e morfologiche delle particelle. Poichè questi metodi sono indiretti hanno sempre necessitato di misure dirette come quelle microscopiche. Proprio queste ultime hanno avuto un enorme interesse e sviluppo grazie all'incessante aumento delle prestazioni dei sistemi automatici di rilevamento delle immagini peraltro sempre più economici. Sotto questo punto di vista sia l'affidabilità dei dell'hardware e del software, la versatilità dei sistemi, l'economicità, la semplicità di installazione hanno riportato in rilievo le tecniche di caratterizzazione mediante misura ottica diretta.
Il settore di Tecnologia Meccanica ha sviluppato un sistema di misura delle polveri basato su analisi digitale delle immagini in grado di rilevare, segmentare e investigare qualunque proprietà geometrica di un particolato praticamente senza limiti di dimensioni. Chiaramente basato su hardware di acquisizione A/D, a seconda dei casi, è possibile scegliere opportunamente tra misure al microscopio ottico, elettronico, fotocamera diretta, scanner piano. Nel caso di microscopio ottico è stata sviluppata una tecnica per la determinazione della terza dimensione basata sullo Shadow Casting.
Microscopio Olimpus SZH e sistema diretto di acquisizione |
Calibrazione del sistema di acquisizione digitale: Costruzione della matrice di antidistorsione e image warping Calibrazione mediante sfere qualificate |
Algoritmo automatico per il rilevamento della geometria proiettata della particella: image enhancing, istogram equalization, image erosion and dilation, morphological segmentation, border and inner region data saving.
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Metodo dello Shadow Casting
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A seguire alcune foto di polveri di varia natura ma tutte coinvolte di processi produttivi diffusi (sinterizzazione, sabbiatura, trattamento superficiale, etc.) con la loro caratterizzazione.
Surface treatment |
(a)Angular steel grit SAE G30 |
(b)Angular steel grit SAE G80 |
(c) Spherical steel grit SAE S70 |
(d) Angular cast iron grit SAE G80 |
(e) Alumina SAE G80 |
(f) Alumina SAE G30 |
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Component fabrication |
(g) Ferelet MT 425/3.7 |
(h) Fersint 180 RI 180/3.0 |
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Morfologia
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Alcune grandezze tipiche a confronto
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Clusterizzazione in base a parametri di interesse tecnologico
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Digramma triangolare in base ai dati 3D delle particelle |