Способ измерения толщины частиц Советский патент 1981 года по МПК G01B11/06 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ

1

Изобретение относится к обласШ исследований с помощью микроскопа, а именно, к методам дисперсионного микроскопического анализа и может быть использовано для определения формы частицей гранулометрического состава порошкообразных материалов в порошковой металлургии, промышлеяности строительных материалов, пищевой промьшшенности и др.

Известен способ определения толщины частиц с помощью, оптического микроскопа путем их разрушения при давлении линзой объектива и вычислении толщины частицы сравнением проекции частицы до и после разрушения jTl .

Недостаток способа состоит в том, что его применение возможно лишь для частиц из пластичного материала и может привести к повреждению передней линзы объектива. t

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является споЧАСТИЦ

соб измерения толщины частиц, заключающийся в том, что используют оптический микроскоп, помещают на его предметном столе измеряемые частицы; переднюю линзу объектива совмещают со стеклом предметного стола и пере- Сдвигают объектив по стеклу до совмещения объектива с измеряемой частицей. Толщину частицы рассчитьшают по радиусу кривизны линзы и кольцам

10 Ньютона 2. .

Этот способ имеет следующиенедостатки: недостаточная точность измерения;, определение толщины частиц требует тесного контакта между объек15 .тивом и самой частицей, что может при-вести к повреяуцению передней линзы объектива; способ неприменим для механически непрочных частиц; измерение по этому способу осуществляют путем

20 нанесения на предметное стекло небольшого числа измеряемых частиц, что приводит к дополнительным затратам времени на приготовление образцов. .Таким образом, известный способ имеет, низкую производительность и недостаточно высокую точность измерения. Целью изобретения является повыше ние производительности и точности .измерения. Цель достигается тем, что помещают на предметном столе одновременно с измеряемыми частицами этапонHbie частицы различных размеров, имеющие извесное соотношение между размером проекции и толщиной, фокусируют оптический микроскоп на измеряемую частицу и .определяют ее толщину, как величину, пропорциональную линейному размеру проекции эталонной частицы, лежащей в той же -.фокальной .гоюскости, что и измеряемал. В качестве эталонных частиц используют частицы сферической форм На чертеже представлена принципи альная схеьа, поясняющая описываемы способ измерения толщины частиц. На схеме показана измеряемая час тица 1 и эталонные частицы 2, 3, 4, располагаемые на предметном стекле 5 микроскопа (на чертеже не показан Может быть использован микроскоп лю бой марки, применяемый для измерения размеров проекций. Осуществляется описываемый спосо следующим образом. На предметное стекло 5 микроскопа одновременно с измеряемыми частицами 1 помещают эталонные частицы 2, 3, 4 различных ра змеров, имеющие извесное соотношение между характер ным размером проекции и толщиной, в таком количестве, чтобы в поле зрен микроскопа бьшо приблизительно одинаковое число измеряемых и эталонны частиц. Затем последовательно фокусируют микроскоп на измеряемые частицы. Для каждой измеряемой, частицы определяют толщину, как величину, пропорциональную линейному размеру проекции эталонной частицы, лежащей в той же фокал.ьной плоскости, что и измеряемая. При этом оказываются сфокусированными частицы, имеющие толщину, равную толщине измеряемой частицы. Все остальные частицы оказываютс.я не в фокусе. Эталонные частицы выбирают близкими по раз,меру к измеряемым. В качестве этало ных частиц на схеме показаны сферы, для которых диаметр проекции равен 0. Микроскоп сфокусирован на верхне 4 ребро частицы 1, одновременно с ней фокусируется эталонная частица 2 в ее мидцелевом сечении. Очевидно что S R, а величина R определяется по проекции сферы R Т)/2; . Эталонные частицы 3 и 4 с диаметрами D D 1)2ост.аются расфокусированными. Расфокусировка обеспечивается применением объективов с малой глубиной резкости. Описанным способом измеряли толщины частиц дисперсного кремния с размерами проекции 5-350 мкм с помощью фотомикроскопа фирмы Оптон(ФРГ) по эталонным частицам дисперсного сферического ад юминия с размерами 5- . 400 мкм. Для измерения толщины к нъше 100 мкм использовали объектив с увеличением ЮО при глубине реэкости 1,0 мкм. Для Измерения толгданы частиц больше 100 мкм испольэЪвали объектив с увеличением 40 при глубине резкости 3,0 мкм. При обработке результатов методами математической статистики бьгаа получена- корреляционная зависимость толщины частиц кремния от эквивалентного диаметра dfi9: .которая позволяет рассчитать грансостав порошка кремния в весовых долях и расчетное значение удельной поверхности.Максимальная погрешность измерения по предпагаемому способу составила 5%, что вдвое меньше, чем по прототипу. Для измерения 20 частиц, включая время на приготовление образца, потребовалось 45 мин, что в 4 раза меньше, чем по прототипу. Использование описываемого способа измерения толщины частиц микроскопическим методом обеспечивает возможность измерения толщины частиц при помощи обычного микроскопа без непосредственного контакта между частицей и объектива; возмож- . ность измерения механически непрочьпых частиц, сокращение времени измерения приблизительно в 4 раза, благодаря использованию одного препарата для измерения большего числа частиц и большей в сравнении с прототипом плотности нанесения частиц на предметное стекло; повьш1ение точности измерения. Таким образом, описываемый способ значительно повьшает производитель- ность и точность измерения.

Формула изобретени5г

I. Способ измерения толщины час;тиц, заключающийся в том, что используют оптический микроскоп и помещают иа его предметном CTeioie измеряемые частицы, отличающийся тем, что, с целью повьшёния производительности и точности измерения, помещают на предметном стекле одновременно с измеряемыми частицами зталонные частицы различных размеров, имеющие известное соотношение между размером проекции и толщиной, фокусируют оптический микроскоп на

измеряемую частицу и определяют ее толщину как величину, пропорциональ. ную линейному размеру проекции эталонной частицы, лежащей и той же 5 фокальной плоскости, что и измеряемая 2. Спосо5 по п. 1, о т л и ч а ющ .и и с я тем, что в качестве зталонных частиц используют частицы сферической формы. to : Источники информации,

Принятые во вни 1ание при экспертизе

1.Boddy R.G. Н.В. Enel, 32 Г 10

: :; (t953).

2.Robins W.H., М. Jourrvof appi, istPhys, Suppi №3, 1954 (прототип).