筛分过程一直是确定粒度分布的主要方法。5000多年前,埃及人用它来分级谷物。先进的激光衍射和图像2022世界杯八强水位分析分析技术已经引入了新的技术来分析颗粒尺寸,但筛分仍然是最广泛使用的方法。它具有显著的经济优势,易于执行。筛分法有时被称为粒度分析中的灰姑娘,因为它完成了大部分工作,而功劳却很少。

有时,筛分的形象已被劣质筛和错误的分析所玷污。全世界实际上有数百万个筛子在使用,这种技术仍然是测量颗粒大小的最便宜的方法——在相当大的差距上。

早期和持续的克服质量问题的尝试一直是ASTM、ISO和其他特定国家组织等标准组织的职责范围。部分原因是大部分筛网使用编织丝网来完成筛分,要在整个筛网中保持精确的开口是一个困难的过程。制定了标准,以确保保持网格的框架的一致性,以确保网格在组装时的松紧性,并固定网格开口的可接受变化。

网格适宜性的评估由光学/显微镜辅助检查的结果来描述。所公布的标准是以开口尺寸的平均变化量和所检查的开口的最大允许尺寸来说明的。对这些数据进行处理,以确定筛孔通过或失败的状态。

过程中的问题

在筛网中建立网格适用性的过程要求在划定的地理范围内以规定的方式测量开口的样本。为了反映检查时间和覆盖范围之间的合理平衡,选择的开口数量小于给定尺寸筛孔总数的0.001%。在较低的微米目尺寸下,可接受的变化可以超过公称指定筛目的20%。

当进行全面认证时,应准备一份文件,其中包括所有测量、平均值和偏差的详细信息。文档声明了一个通过/失败的结果。


直到最近的ASTM 2009标准被采用,有一个单一的通过/不合格标准。一家筛子制造商提出了更严格的规格。这被称为中点筛,它被证明落在公布的允许偏差的中间。

新的ASTM标准为网格建立了三个规格等级。检查结果经过严格的统计分析,并以最大标准偏差表示,同时保留最大方差平均值和最大个人开放标准。这个检查过程,也就是认证,会筛选出质量差的筛网。

这一认证过程确实为可追溯性提供了基础,并且是防止劣质筛子的保险。然而,它并没有给出一个可靠的预测筛子在实际测试中的性能。所检查的开口的小样本和广泛的可接受的变化(随着开口尺寸的减小而增加),为相同名义尺寸的任何两个筛子之间的性能差异提供了广泛的框架。

通常由用户完成的校准过程都是关于性能的。在此过程中,筛子的性能与主筛的性能进行比较,或与主材料的规定结果进行比较。正是在这个阶段,筛分性能才得以确定。
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新概念及方法

如上所述,筛子的公称尺寸和最大允许开口之间有很大的差距。例如,在最新的ASTM标准中,63微米的筛子,最大的单个开口可以是89微米;大了40%以上。如果应用程序是筛选出超大尺寸的污染物,或者如果筛上的保留量的规格是关键的,这是很重要的。

筛子上更有用的性能预测智能是“有效孔径大小”。使用校准球的概念已经出现了一段时间,但由于精度的限制而没有得到广泛应用。Whitehouse科学公司和他们的总经理Graham Rideal博士负责设计一种使用玻璃微球的方法,以获得一致、有效的筛分尺寸信息。经过三年多的开发,该公司设计了一种系统,可以生成尺寸在+/- 1微米以内的微球。

他们还为最流行的筛网尺寸范围开发了一种校准技术,该技术使用固定重量的样品,其中包含已知的微球尺寸分布。该样品放在一个筛子上进行校准,摇晃大约一分钟。通过测量这一过程后的保留重量,计算微球通过的百分比,用于从校准图中得到平均孔径尺寸。

使用这种方法,即使通过的球体的重量有5%的差异,对于100微米以下的筛网,孔径大小也只有1微米的差异。这种技术不仅产生了有效的性能预测器,而且在筛网从20微米到3.35毫米的范围内都具有严格的精度。

校准过程简单快捷,可现场完成;不需要送去实验室。该过程提供了可追溯至NIST和NPL的结果,这是大多数质量控制维护系统所需要的。

工作原理

为了最大限度地利用我们所说的“筛子质量测定校准方法- CMSQD”,有必要改变长期以来的做法和思想。CMSQD不依赖于带有丰富数据报告的认证过程,它只需要两分钟的过程。

当新的筛子送到时,这个过程就开始了。在用筛进行任何测试之前,都要进行校准。这种校准结果是“有效平均孔径”。新的筛子现在具有操作性能价值。该值的变化将显示使用效果,并为确定是否应该更换筛子提供依据。

在CMSQD程序开始时,应检查所有功能筛,并记录平均孔径的差异。这为比较具有相同标称尺寸但具有不同平均孔径的筛网的实际性能建立了基线。单个筛的测试结果之间的差异现在可以与平均孔径校准相关,并且可以建立可接受的孔径限制。改变CMSQD的经济效益不应超过当前的成本。

转移到CMSQD的好处包括确定客观和可跟踪的筛分性能值。这一数字,即平均孔径,首次为筛网在工作试验环境下的性能评估提供了依据,为筛网磨损的比较提供了基准,为相同尺寸的多个筛网的比较提供了参考,所有这些费用都不超过传统的认证费用。校准过程非常简单,几乎不需要培训,并且进行校准的时间以分钟为单位,而不是小时。

总结

筛分作为一种广泛使用的粒度分析方法已经持续了几个世纪。在今天的版本中,大多数筛子都是由金属丝网构成的,这是一个很难生产的东西,更难以生产一致的孔径。在过去,这些困难经常导致质量不佳的情况,并玷污了这个灰姑娘的声誉。至少早在1985年,ASTM就建立了丝网筛网的标准,规定了筛网开口的可接受变化。筛子符合E11要求的认证为防止粗制滥造提供了保障。

用户如果想要获得一个筛子的性能(根据某些东西校准)的测量,无论是否经过认证,都需要将其与已知性能的筛子(主筛子)或使用主样品获得的结果进行比较。这些是用于质量控制测量的筛网的最常用的性能测量方法。

紧公差和可追溯玻璃微球的引入为校准任务提供了一种新的技术。该方法不仅完成了比较任务,而且通过定义平均光圈来突出预期性能。

这些工具已经到位,可以为当前的筛分认证和校准过程带来普遍的变化。现在,只需简单、快速的一步,就可以消除光学检查、设置和运行主堆栈或制备主样品的繁琐、耗时和昂贵的过程

总之,使用经过校准的玻璃微球是建立、测量和描述筛分质量并确定性能标准和测量的合理方法。

咨询电话:703/876.4030或电子邮件agatenby@cscscientific.com