Laser Particle Sizer ANALYSETTE 22

Die Laserbeugung ist mittlerweile in vielen Bereichen der fertigenden Industrie ebenso wie in Forschung und Entwicklung eines der wichtigsten Verfahren zur Bestimmung von Partikelgrößen vom Nanometerbereich bis hin zu einigen Millimetern. Vorteile wie kurze Analysezeit, gute Reproduzierbarkeit, einfache Kalibrierung, großer erfassbarer Partikelgrößenbereich in nur einer Messung und hohe Flexibilität sprechen für sich.

Bereits seit über 20 Jahren entwickelt und fertigt die FRITSCH GmbH Laser Particle Sizer und zählt damit zu den erfahrensten Anbietern auf diesem Gebiet überhaupt. In diesen 20 Jahren hat FRITSCH mit bedeutenden Innovationen maßgeblich zur Weiterentwicklung der Laserbeugung beigetragen. Bedeutendstes Beispiel ist hierbei vielleicht die Einführung der inversen Fourier-Optik. Dieses Prinzip ist seit langem bekannt. Die Vorteile der inversen Fourier-Optik in der Laserbeugung wurden aber erstmals von FRITSCH erkannt und genutzt und von FRITSCH patentiert.

Später wurde es auch unter dem Begriff „umgekehrte Fourier-Optik“ in der Laser-Diffraction-Norm ISO 13320-1 aufgenommen. Der Einsatz der inversen Fourier-Optik erlaubt die Änderung des Messbereichs ohne den bei der konventionellen Optik notwendigen Austausch der abbildenden Sammellinse, da der Messbereich des Gerätes über die Position der Messzelle zwischen Laser und Detektor bestimmt wird. Man kann also gewissermaßen wie mit einem Zoom-Objektiv den Messbereich sehr einfach und flexibel an das jeweilige Probensystem anpassen, wodurch zudem immer die gesamte Sensorfläche optimal ausgenutzt wird. Dies führt dann zu einer sehr guten Unterscheidbarkeit von Partikeln mit nur geringem Größenunterschied (d.h. hohe Auflösung). Wird dieselbe Probe zudem an verschiedenen Zellenpositionen gemessen erhöht sich die Auflösung weiter, sodass auch feine Unterschiede in der Partikelgröße detektierbar sind.

Mit den vier Systemen COMPACT, MicroTec, MicroTec XT und NanoTec deckt die ANALYSETTE 22 Produktfamilie unterschiedliche Einsatzgebiete und Kundenanforderungen ab. Mit der ANALYSETTE 22 COMPACT bietet FRITSCH eine Lösung für Anwender, deren Probenmaterialien eine Partikelgröße im Bereich von 0,3 bis 300 µm aufweisen und die speziell ein einfach zu bedienendes Tischgerät mit einem zudem äußerst attraktiven Preis-Leistungsverhältnis suchen.

Mit der MicroTec erweitert sich zunächst der Messbereich auf 0,1 bis 600 µm und mit der “extended-Version“ MicroTec XT dann gar auf 0,1 bis 2000 µm. Neben dem erweitertem Messbereich bieten MicroTec und MicroTec XT zudem die Möglichkeit, Aussagen über die Form der untersuchten Partikel zu gewinnen. Hierzu wird ausgenutzt, dass nicht sphärische Partikel Licht bevorzugt in bestimmte Raumrichtungen streuen.

Ein speziell nach Vorgabe von FRITSCH entwickelter Sensor misst hierfür die formsensitiven Anteile des Beugungsbildes und die Auswertesoftware der ANALYSETTE 22 bestimmt hieraus das Elongationsverhältnis beim d50-Wert der zuvor aufgenommenen Größenverteilung. Somit lassen sich mit einer einzigen Messung sowohl die Partikelgrößenverteilung bestimmen als auch feststellen, ob die Partikel sphärisch oder langgezogen, sprich zylindrisch sind.

Diese Möglichkeit der Formanalyse bietet neben der MicroTec und der MicroTec XT auch die ANALYSETTE 22 NanoTec, gewissermaßen das Flaggschiff der Laser Particle Sizer bei FRITSCH. Mit 2000 µm bietet die NanoTec die gleiche obere Messgrenze wie die MicroTec XT, zu kleineren Durchmessern hin erstreckt sich jedoch der Messbereich bis zu 0,01 µm bzw. 10 nm hin. Dieser echte Einstieg in den Nano-Bereich wird durch eine weitere innovative Neuerung von FRITSCH ermöglicht: Ein zweiter Laser bestrahlt die Probe durch eine Mikrobohrung im Zentrum des Detektors hindurch von hinten und der Detektor nimmt nun das für Partikel im Nanometerbereich typische rückwärts gestreute Licht auf. So kann die gesamte Detektorfläche auch im Nano-Bereich verwendet werden und die Auflösung ebenso wie die Empfindlichkeit wird hier nicht durch eine reduzierte Anzahl von Sensorelementen unnötig reduziert.

Um aus einer hervorragenden Optik ein hervorragendes Gesamtsystem zu machen muss natürlich noch eine hervorragende Probenaufbereitung und Probenzufuhr gewährleistet werden. Sämtliche Mitglieder der ANALYSETTE 22 Familie sind mit Trocken und/oder Nass-Dispergiereinheit erhältlich. Ein besonderer Vorteil der MicroTec wie auch der NanoTec mit beiden Einheiten liegt hierbei in dem vollautomatischen Wechsel von der Nass- zur Trockenmessung. Für Messungen mit Lösungsmitteln steht für die MicroTec/NanoTec eine spezielle Dispergiereinheit zur Verfügung, die entweder voll in das System integriert werden kann oder sich separat neben dem eigentlichen Gerät platzieren lässt, wobei auch dann noch eine Kontrolle über die Bediensoftware gewährleistet ist.

Abgerundet wird das Paket durch die neue Laser Particle Sizer Software LaPaSS. Basierend auf einer relationalen Datenbank, in der alle Eingaben, Parameter und Ergebnisse revisionssicher abgelegt werden, bietet LaPaSS eine intuitive Benutzerführung, die Gerätesteuerung über frei programmierbare „Standard Operation Procedures“ (SOPs) gewährleistet. Identische Messabläufe für wiederkehrende Proben, Reports und Layouts lassen sich individuell gestalten und die Ergebnisse von statistischen Auswertungen nach ISO 13320-1 lassen sich leicht nach Microsoft Excel exportieren. LaPaSS ist zudem CFR 21 part 11 – konform und lässt natürlich die Auswertung der Beugungsmessungen sowohl nach Fraunhofer als auch nach Mie zu.

FRITSCH Laser Particle Sizer der ANALYSETTE 22 Familie: Kompetenz, mit der sich messen lässt.