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※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序章
超音波分光法を使用して、コロイド、分散液、およびエマルジョンの粒子サイズ分布 (PSD) を測定できることはよく知られています (参考文献 [1][2][3][4])基本的な概念は、サンプルを通過する超音波の周波数依存の減衰または速度を測定することです。減衰スペクトルは、サンプル内の粒子による超音波の散乱または吸収の影響を受け、粒子のサイズ分布と濃度の関数です (参考文献 [5][6][7])この関係が経験的観測または理論計算によって確立されると、超音波データから PSD を推定できます。超音波技術は、濃縮スラリーおよびエマルジョンの動的オンライン測定に役立ちます。
従来、このような測定は品質管理ラボでオフラインで行われており、機器による制約により、希釈したサンプルを使用する必要がありました。完全な濃度でプロセス内の超音波測定を行うことにより、サンプルの分散状態を変更するリスクがありません。さらに、動的プロセス (凝集、分散、粉砕など) をリアルタイムで直接観察することができます (参考文献 [8])これらのデータは、プロセス制御スキームで使用して、製造プロセスと製品性能の両方を改善できます。
ISO 20998 は 2 つの部分で構成されています。
- 20998-1 は、超音波減衰スペクトルを測定するための用語、概念、および手順を紹介しています。
- 20998-2 は、スペクトルが粒子体積分率の線形関数である場合に、測定されたスペクトルから粒子サイズ情報を決定するためのガイドラインを提供します。
スペクトルが体積分率の線形関数ではない場合の粒子サイズの決定に対処するさらなる部分が計画されています。
Introduction
It is well known that ultrasonic spectroscopy can be used to measure particle size distribution (PSD) in colloids, dispersions, and emulsions (References [1][2][3][4]). The basic concept is to measure the frequency-dependent attenuation or velocity of the ultrasound as it passes through the sample. The attenuation spectrum is affected by scattering or absorption of ultrasound by particles in the sample, and it is a function of the size distribution and concentration of particles (References [5][6][7]). Once this relationship is established by empirical observation or by theoretical calculations, one can estimate the PSD from the ultrasonic data. Ultrasonic techniques are useful for dynamic online measurements in concentrated slurries and emulsions.
Traditionally, such measurements have been made off-line in a quality control lab, and constraints imposed by the instrumentation have required the use of diluted samples. By making in-process ultrasonic measurements at full concentration, one does not risk altering the dispersion state of the sample. In addition, dynamic processes (such as flocculation, dispersion, and comminution) can be observed directly in real time (Reference [8]). These data can be used in process control schemes to improve both the manufacturing process and the product performance.
ISO 20998 consists of two parts:
- 20998-1 introduces the terminology, concepts, and procedures for measuring ultrasonic attenuation spectra;
- 20998-2 provides guidelines for determining particle size information from the measured spectra for cases where the spectrum is a linear function of the particle volume fraction.
A further part addressing the determination of particle size for cases where the spectrum is not a linear function of volume fraction is planned.