HU226972B1 - Method for measuring degree and homogeneity of alumina calcination - Google Patents
Method for measuring degree and homogeneity of alumina calcination Download PDFInfo
- Publication number
- HU226972B1 HU226972B1 HU0203555A HUP0203555A HU226972B1 HU 226972 B1 HU226972 B1 HU 226972B1 HU 0203555 A HU0203555 A HU 0203555A HU P0203555 A HUP0203555 A HU P0203555A HU 226972 B1 HU226972 B1 HU 226972B1
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- alumina
- calcination
- homogeneity
- pixels
- degree
- Prior art date
Links
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 92
- 238000001354 calcination Methods 0.000 title claims description 60
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 9
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 7
- 238000012369 In process control Methods 0.000 claims description 3
- 238000010965 in-process control Methods 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 claims description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 2
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 claims description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 16
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 9
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002308 calcification Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- NZZFYRREKKOMAT-UHFFFAOYSA-N diiodomethane Chemical compound ICI NZZFYRREKKOMAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000001033 granulometry Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 230000001089 mineralizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000399 optical microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
Description
A találmány tárgya eljárás timföld kalcinálási fokának és kalcinálási homogenitásának mérésére, valamint gyártásközi ellenőrző eljárás timföld kalcinálási homogenitásának és a kalcinálás fokának meghatározására.
A technikai timföldek többsége gyártási eljárása folyamán kalcináláson megy át. A kalcinálást úgy végzik, hogy a különböző felhasználásra szánt por az adott felhasználásnak (polírozás, tűzálló beton, finomkerámiák stb.) megfelelő szabványos tulajdonságokkal rendelkezzen. Közismert, hogy a kalcinálás foka igen szoros korrelációban van a kalcinált timföldben létrehozott szemcsefelülettel, és azoknak a timföldeknek az esetében, amelyekkel bejelentésünkben foglalkozunk, ez a BET (gázadszorpciós-deszorpciós) eljárással mért szemcsefelülete általában 0,5 és 5 m2/g között van.
Mindazonáltal számos gyakorlati alkalmazásnál (kerámiák, elektronikák stb.) ezeknek a termékeknek sokkal részletesebb elemzésére van szükség, vagyis olyan analízisre, amely széles körű információkat nyújt a termék kalcinálási homogenitásáról; világos, hogy két olyan timföld, amelyek BET eljárással mért felülete például 1 m2/g, és közülük az egyik homogén, a másik pedig két olyan timföld keveréke, amelyek 0,5 és 1,5 m2/g felületűek, különböző felhasználási tulajdonságokkal rendelkezik.
Az US 3 941 874 számú szabadalmi leírás olyan eljárást tanít, amely timföld kalcinálási fokának mérésére szolgál úgy, hogy a timföld súlyveszteségét méri.
Az elért kalcinálási fok megbecslésére lehetőséget nyújt az olyan eljárás is, amelynek során az alumíniumoxidot a krisztallitok méretének megfelelő szemcseméretre őröljük, és granulometriás analízist végzünk, de ezt az eljárást a gyakorlatban ritkán vagy sohasem használják, mivel hosszadalmas, és a gyártási eljárásokkal összeegyeztethetetlen.
A kalcinálás fokára indirekt módon, hagyományos eljárással, például a BET módszerrel is következtethetünk a kalcinált alumínium-oxid szemcsefelületéből. Ez az eljárás az alumínium-oxid szemcséinek teljes felületén adszorbeált nitrogén mennyiségét méri. A nitrogén mennyisége növekszik a felület és a szemcse porozitásának növekedésével (feltéve, hogy a pórusok nyitottak). Ezt a módszert ugyan alkalmazzák a termelésben, de ez is hosszadalmas, és nem ad semmiféle információt a termék kalcinálódási heterogenitásával kapcsolatban.
Az ismert analitikai eljárások közül használják még a képfeldolgozást is, azonban ez lényegében a méretekre vonatkozó információkat nyújt (szemcseméret, alaktényező), amelyek nincsenek korrelációban a kívánt információval (a kalcinálás homogenitása és foka).
Ezért célkitűzésünk az, hogy megpróbáljunk a timföldgyártás folyamatába olyan eljárást beilleszteni, amellyel mind a kalcinálás homogenitásának mértéke, mind pedig a kalcinálás foka mérhető.
Egy ilyen eljárásnak gyorsabbnak kell lennie, mint a BET eljárás elemzési sebessége az átlagos kalcinálási fok meghatározását illetően, és információt kell nyújtania a gyártott timföld kalcinálási heterogenitásáról is.
Célkitűzésünket olyan eljárás kialakításával valósítottuk meg, amely timföld kalcinálási fokának és kalcinálási homogenitásának mérésére szolgál, és az eljárás során érzékeny kamerával ellátott képelemző készülékkel 1000 A és 10 000 A közötti hullámhossztartománynak megfelelő színképtartományban képelemzést végzünk úgy, hogy:
a) az elemzendő timföldet, az említett hullámhossztartományban az enyhén kalcinált timföld és az erősen kalcinált timföld törésmutatója közötti törésmutatójú folyadékban elkeverve, keveréket készítünk, valamint
b) a képelemző készülékben tárgylemezen elrendezett keveréket helyezünk el, majd a keveréket az említett színképtartományba eső, stabil polikromatikus fénnyel megvilágítva képet alkotunk, továbbá
c) az alkotott képet a kamerával felfogjuk, és három színelemből álló, adott számú képpontot tartalmazó képet létrehozó jelet dolgozunk fel, valamint
d) a képpontokat színelemeik alapján statisztikailag elemezzük, és az elemzés eredményeként nyert adatokat ismert timföldek megfelelő adataival összehasonlítva, meghatározzuk a keverékben elkevert timföld kalcinálásának fokát és kalcinálási homogenitását. Célszerűen a látható spektrumban elhelyezkedő színképtartománnyal kialakított kamerát alkalmazunk, és a folyadék törésmutatóját 1,70 és 1,76 között választjuk meg.
Előnyösen 50-1000 szemcsét tartalmazó keverék leképezését szavatoló nagyítórendszerrel ellátott képelemző készüléket alkalmazunk.
A képeket kedvezően három RGB (vörös-zöld-kék) színelemből álló képpontokból alakítjuk ki.
A képpontokat célszerűen a „B-R” (kék mínusz vörös) színelem szerint osztályozzuk, és az így kapott hisztogramból a megfigyelt timföld kalcinálási fokára és kalcinálási homogenitására vonatkozó szórásra következtetünk.
Célkitűzésünk megvalósítását szolgálja továbbá az a gyártásközi ellenőrző eljárás is, amely timföld kalcinálási homogenitásának és a kalcinálás fokának meghatározására alkalmas, és amelynek során mintát veszünk a kalcinált timföldből, majd a mintát timföld kalcinálási fokának és kalcinálási homogenitásának mérésére szolgáló eljárással elemezzük.
Természetesen azzal a feltevéssel éltünk, hogy a timföldpornak olyan folyadékban történő elkeverésével, amelynek átlagos törésmutatója az erősen kalcinált timföld és az enyhén kalcinált timföld törésmutatója között van, a legkedvezőbb körülményeket hozzuk létre ahhoz, hogy kiemeljük az adott megvilágításban - tipikusan látható fényben - mutatkozó különbségeket, és ezeket a különbségeket digitális úton, statisztikai szempontok alapján feldolgozva jellemezni tudjuk a megfigyelt timföldmintában végbement kalcinálódás fokát és a kalcinálási homogenitását egyaránt.
Rendkívül biztató eredményeket értünk el, amelyeket utólag a következőképpen magyarázhatunk:
HU 226 972 Β1
- Valamely anyag törésmutatója a rajta áthaladó sugárzás hullámhosszának függvényében változik. A látható fény tartományában ez a változás sokkal jelentősebb a folyadékok, mint a szilárd testek esetében. Ha egy szilárd testet törésmutatójával megegyező törésmutatójú folyadékba merítünk, nem történik sem szóródás sem fényelnyelés. Ha viszont a törésmutatók különbözőek, akkor szóródási/elnyelődési jelenséget figyelhetünk meg.
- Ugyanakkor ismert, hogy a timföld törésmutatója a kalcinálás fokának megfelelően változik. Ha folyadékba merített timföldet figyelünk meg és az adott hullámhossz tekintetében a timföld és a folyadék törésmutatója nem egyforma, akkor szóródási/elnyelődési jelenség megy végbe, amelynek eredményeként változó fényintenzitást tapasztalhatunk.
- Ha egy szilárd testet, ebben az esetben timföldet, nagyon sok részecskére szórunk szét, a beeső fénysugárnak megfelelően különböző, véletlen irányú fénysugársokaságot figyelhetünk meg. Ennek folytán nagyszámú részecskét kell megvilágítanunk ahhoz, hogy jelentős statisztikai értékű hatást érjünk el a visszavert vagy átengedett képen.
- Ha kevert, például a látható fénysugárzás tartományába eső polikromatikus fényt alkalmazunk a megvilágításhoz, a kapott intenzitáskép a hullámhossz függvényében változni fog. A kamerával felfogott jel feldolgozása lehetővé teszi, hogy színes képet kapjunk, amely három színkomponensből álló képpontok sokaságára bontható (a Campagnie Internationale de l’Eclairage - CIE által 1931-ben javasolt R(ed)G(reen)B(lue)=RGB (vörös-zöld-kék), vagy a Láb - másképpen Hunt - rendszer szerint, vagy bármilyen más háromdimenziós kolorimetriás térben stb.).
Észrevettük, hogy a termékek háromdimenziós kolorimetriás térben, képpontról képpontra kifejeződő színe jellemző a megfigyelt termékre, és a megfelelő adatokat hisztogramban ábrázolva lehetővé válik a kapott hisztogram összehasonlítása az ismert timföldekre vonatkozó hisztogramokkal, ahol a kalcinálás foka a BET eljárással is megmérhető.
Ebben a megközelítésben két lépésben alkalmazzuk a polikromatikus sugárzást, de a keveréket megvilágító sugárzás színképtartománya - vagy a színképelemzés ablaka - és a kamera által felvett jel feldolgozásának eredményét leíró látható színképtartomány közötti különbség teljesen világos.
A színképelemzési ablak természetesen egybeeshet a látható fény spektrumával, de sokkal szűkebb, folyamatos vagy szakaszos hullámhossztartomány is lehet, esetleg olyan tartomány, amely belenyúlik az infravörös és az ultraibolya hullámhossztartományokba. A fontos az, hogy a színképelemzési ablakot úgy válasszuk meg, hogy a különböző kalcináltsági fokú timföldek törésmutatói stabilak maradjanak, és a folyadék törésmutatója is ebben a tartományban változzon, valamint az említett tartomány megfelelően széles legyen ahhoz, hogy a folyadék törésmutatója az enyhén kalcinált timföld törésmutatója és az erősen kalcinált timföld törésmutatója között helyezkedjen el. Ezenkívül a hullámhosszaknak nagyságrenddel kisebbeknek kell lenniük, mint a szemcseméret, ezért a színképelemzési ablakot olyan hullámhossztartományban kell kijelölni, amely 1000 A és 10 000 A között van, tehát a látható fény (4000-7000 A) is megfelelő, ami viszont lehetővé teszi a mérési eljárás egyszerű kézbentartását. Azért, hogy megkönnyítsük a találmány bemutatását, a színképelemzési ablakot a továbbiakban a látható fény színképtartományával feleltetjük meg, továbbá olyan kifejezéseket fogunk használni, amelyek általában a látható fénnyel megvilágított tárgyak észlelésénél használatosak.
A megfigyelés előkészítéséhez a vizsgálandó timföldport adott törésmutatójú folyadékkal keverjük össze. Minthogy látható fényben az alulkalcinált timföld törésmutatója 1,70 közelében, míg az α-timföld törésmutatója 1,76 közelében van, ezért célszerűen 1,73 körüli törésmutatójú folyadékot választunk. Ilyen folyadékok, például a metilén-jodid, kereskedelmi forgalomban beszerezhetők.
A keveréket például az optikai mikroszkópiában használatos üveg tárgylemez egyik oldalára visszük fel. A tárgylemezt ezt követően nagyítórendszer beiktatásával a kamera megfigyelési tartományába helyezzük úgy, hogy minden szemcsét megfelelő számú képpont képviseljen. 640*480 képpontos felbontás mellett olyan nagyítást célszerű választani, hogy a kép legfeljebb 1000 szemcsét tartalmazzon. Másrészt viszont a jelentős statisztikai hatás elérése érdekében elegendő számú szemcsét kell látnunk a képen. A találmány szerinti eljárás során olyan képelemző berendezést kell alkalmaznunk, amelynek nagyítórendszere lehetővé teszi legalább 50 szemcsét ábrázoló kép elemzését.
A keveréket a kamera színképelemzési ablakával összhangban lévő stabil polikromatikus sugárzással világítjuk meg, azaz például a visszavert vagy átengedett sugárzás hullámhossztartománya benne van a kamera színképelemzési ablakában.
A kamera által észlelt jelet úgy dolgozzuk fel, hogy adott számú, három kolorimetriás színelemből álló képpont alkotta képet nyerjünk. A kép tartalmazhat egy olyan színt, amely megfelel a kamera által felfogott sugárzásnak, de önkényesen is meghatározhatunk színeket, amelyek a felfogott sugárzást jellemzik - ebben az esetben, a „hamis színek” kifejezést használjuk. Mindazonáltal célszerű, ha a képpontok meghatározásához az egész kolorimetriás tér teljes tartományát használjuk.
A három színelemmel, vagy a kolorimetriás térrel jellemezhető képpontokat ezt követően dolgozhatjuk fel. Először is meg kell bizonyosodnunk róla, hogy a képpontok szemcséknek felelnek meg, mivel ezek nem egymással érintkezőén rendeződnek el a tárgylemezen elkészített keverékben és nem töltik ki a kép teljes felületét. A kiválogatás könnyen végrehajtható, mivel a háttérnek megfelelő képrész, amelyet például a folyadék foglal el, nagy fényintenzitást mutat. Ennek folytán le3
HU 226 972 Β1 hetséges minden olyan képpont eltávolítása, ahol a három színelem erősebb, mint egy adott érték.
Ezt követően a kolorimetriai térben a fennmaradó képpontok láthatók. Minthogy a megfigyelés tárgyát képező kalcinált timföld nem tökéletesen homogén fázis, és minthogy minden képpont gyakorlatilag számos különböző energiájú fotonnak, ennek folytán színek keveréknek felel meg, a kép képpontjainak kolorimetriai terében elszórtan, különböző méretű pontokat figyelhetünk meg.
Felfedeztük, hogy ha olyan folyadékot választunk, amelynek megfelelő diffrakciós mutatója van a kiválasztott színképelemzési ablakban, akkor különbséget tehetünk a timföldek között a timföldet reprezentáló, a kolorimetriai térben szétszórt képpontok felhasználásával, mert ezeknek az elszórt pontoknak az elhelyezkedése kapcsolatban van kalcinálási fokukkal, és a szóródás mértéke kapcsolatban van homogenitásuk fokával.
Ezt a megjelenítést alkalmazva a három színelemű térben, különböző típusú statisztikai feldolgozást végezhetünk. Az itt ismertetett feldolgozás célja az, hogy olyan megjelenítést kapjunk, amelyet könnyebb értelmezni. Ennek az a lényege, hogy az analizált képeket két ismert és kalcinált timföld reprezentatív szóródásának megfelelően helyezzük el, amelyek a lehető legkülönbözőbb kalcinálási fokkal vannak kalcinálva. Például egy α-timföldet és egy alulkalcinált timföldet, célszerűen a legkevésbé kalcináltat, de a lehető leghomogénebbet választjuk ki.
Az α-timföld és az alulkalcinált timföld szóródása egymástól elvileg elhatárolható. Ha mégsem, akkor célszerű más folyadékot és/vagy más színképelemzési ablakot választani.
Ha a két szóródás egymástól megkülönböztethető, akkor kijelölhetünk egy alteret, amely „átmegy” ezeken a szóródásokon (például egy tengelyt vagy síkot, amely átmegy a súlypontjukon), és ahol a kalcinálási fok megbecslése végbemehet a pontok közötti „távolságok” felhasználásával, amelyek élesen megfigyelhetők az említett altérben. Ezen a módon lehetőség van arra is, hogy kivetítsük az analizált timföld pontjainak szóródását az említett altérbe, és megbecsüljük a távolságot, amely a vetület és az α-timföld között és/vagy a vetület és az alulkalcinált timföld között van.
Ezen a módon, vagyis a timföld+folyadék keveréket látható fehér fénnyel megvilágítva megfigyelhetjük, hogy az α-timföldszemcse kék képet, az alulkalcinált timföld pedig barna képet ad, különböző fényerősséggel. Abban az esetben, ha a képpontokat RGB referenciarendszerben határoztuk meg, megkíséreljük osztályozni őket a „B-R” rendszernek megfelelően (kék mínusz vörös) színelem szerint. A képpontok számát növekvő B-R színelem szerint osztályozva hisztogramot vagy jellemző színképet kapunk: minél magasabb a timföld kalcinálásának foka, spektrumának annál nagyobb része helyezkedik el a jobb oldalon, és fordítva, minél alacsonyabb a timföld kalcinálásának foka, spektrumának annál nagyobb része helyezkedik el a bal oldalon.
A kapott hisztogram az analizált timföld kalcinálási fokára jellemző értékeket szolgáltat.
Az így kapott hisztogram mérvadó szórása jellemzi az analizált timföld kalcinálási homogenitását.
Másodszor: a találmány az ismertetett mérési eljárás alkalmazására is vonatkozik, amellyel megfigyelhetjük a karusszelkemencében folyamatosan gyártott timföld kalcinálásának homogenitását és kalcinálásának fokát. Az említett mérési eljárás sokkal gyorsabb, mint a BET eljárás, ami a timföld kalcinálási fokának meghatározását illeti, továbbá lehetővé teszi, hogy sokkal gyorsabban reagáljunk a kemence paramétereiben bekövetkező eltérésekre. Ez különösen előnyös folyamatos üzemmódban működő karusszelkemence esetében, amely jó néhány tonna timföldet gyárt óránként. Végül az eljárás alkalmazása révén - amely az egyetlen olyan eljárás, amely lehetővé teszi a kalcinálás homogenitásának meghatározását - lehetőség van arra, hogy korrigáljuk a por recirkulációjának kedvezőtlen hatását, amely időközönként és szinte ellenőrizetlenül megy végbe a karusszelkemencékben, és „szennyezi” a különböző méretű szemcsékből gyártott timföldet.
A kemencéből vett timföldmintából négy tárgylemezt készítettünk. Minden tárgylemezt három különböző ponton elemeztünk a találmány szerinti mérési eljárás alkalmazásával, és 5% pontosságon belül megismételhető eredményeket kaptunk.
A találmányt a továbbiakban a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az
1. ábra azt a mintavételi láncot szemlélteti, amelyet az alább ismertetett minta elkészítéséhez használtunk, a
2. ábra három timföldre (a, b, c) vonatkozó három válaszszínképet ábrázol a (B-R+100) tengelyen, ahol a timföldek különböző kalcinálási fokúak, a
3. ábra a példában ismertetett és a találmány szerinti eljárás alkalmazásával mért IC kalcinálási index és a BET felületi index (m2/g) közötti egy egyértelmű megfeleltetési viszonyt mutatja, a
4. ábra a BET felület és a mikronban kifejezett TC kristályméret közötti viszonyt mutatja, az
5. ábra a 4. ábrán szemléltetett viszonyt még sajátosabb tartományban mutatja, ami keramikusok számára lehet érdekes, a
6. ábra különböző kalcináltsági fokú timföldekből álló keverék színképei, és a
7. ábra az egyik összetevő százalékának függvényében két timföld keverékének homogenitás! indexváltozását mutatja, ahol az egyik erősen kalcinált, a másik pedig alulkalcinált.
Az 1. ábrán mintavételi lánc látható.
A mintavételi lánc, ahogy az 1. ábrán is láthatjuk, a következő elemekből áll:
1. A gondosan előkészítendő A tárgylemez, amelyre a timföld/folyadék keveréket felvisszük: mindenképpen meg kell akadályozni buborékok képződését, és a lehető leghomogénebb szemcseeloszlást
HU 226 972 Β1 kell elérni úgy, hogy a szemcsék egymáshoz ne tapadjanak. 1,73 törésmutatójú folyadékot választottunk. Karusszelkemencében végzett ipari kalcinálás megfigyelésére ez az előkészítés automatizálható.
2. Mikroszkopikus timföldszemcsék, amelyeket a timföldminta függvényében változtatható lencserendszerű binokuláris B mikroszkóp segítségével figyeltünk meg. A cél az, hogy értékelhető statisztikai analízishez megfelelő mennyiségű szemcsét lássunk (elkerülve így a megfigyelések számának növekedését).
3. A tárgylemezeket látható színképtartományba eső fénnyel világítottuk meg. A megvilágítás stabilitását és beállítását nagyon fontosnak tekintjük, mivel ezeknek hatásuk van a C kamerával kapott kép képpontjainak kolorimetriai alkotóelemeire. A telített fényintenzitású jeleket kerülni kell.
A példa szerinti C kamera mono-CCD mátrixkamera. A tri-CCD-kamerák sokkal pontosabbak, mivel lehetővé teszik a három alapszín különálló felismerését (vörös, zöld és kék), de alkalmazásuk itt nem szükséges, noha még részletesebb információk nyerését tennék lehetővé, mivel a színes képekkel végzett mérések bizonytalansága kisebb.
4. A D adatfeldolgozó rendszer a következőből áll:
- Digitalizálókártya, amelyet arra használunk, hogy digitalizáljuk a C kamera által szolgáltatott információkat, és nagyon sok beállítási lehetőséggel rendelkezik (szín, telítés, kontraszt, fényesség stb.).
- A képfeldolgozó berendezés: arra használjuk, hogy mintát vegyünk a kamerával, majd ezt követően különböző formátumokban feldolgozzuk a képet (RGB, HSL, szürkeségi szint stb.). Egy makroutasítás-rendszer segíti az automatikus mintavételező műveletet. Mi OPTIMAS-t használtunk.
- Az alkalmazott számítógép kielégítően nagy teljesítményű volt ahhoz, hogy a kapott képeket feldolgozza (640*480 képpont*3 színelem). Ebben az esetben az alkalmazott számítógép személyi számítógép volt, 48 MB RAM-mal.
5. A termékek színe így képpontról képpontra kifejezhető háromdimenziós kolorimetriai térben, és minden színárnyalat hisztogramra vihető fel, melynek használatával a kívánt adatok megkaphatok.
A képpontokat színelemeiknek megfelelően osztályozva, E spektrumot határoztunk meg különösen alkalmas tengelyre történő kivetítéssel, hogy hangsúlyozzuk a válaszjelek közötti különbségeket. Ezen a módon a szemcsék a tengely teljes hosszában, kalcinálási fokuknak megfelelő helyen jelennek meg. A spektrum átlagértéke könnyedén megfeleltethető a kalcinálás átlagos fokának, ami önmagában megfelel a BET felületnek: ezen a módon, minden terméktartománynak specifikus színképe van. Ezenkívül, a szóródás (a görbe szórása) megbízható becsléssel szolgál a termékek kalcinálási heterogenitására vonatkozóan.
Alkalmazási példa
Kromatikus tér-referenciarendszer: RGB, az a tengely, amelyen a spektrumot kivetítettük, a B-R tengely
Ebben a referenciarendszerben, minél nagyobb a képpont kék színeleme, a szemcse annál nagyobb részét tekinthetjük kalcináltnak. Ezért minden képpont esetében kiszámoltuk a különbséget a kék színelem (0—255-ig jelezve) és a vörös színelem (lásd fentebb) között és a B-R+100 tengelyre vettük fel (a kék színelem és a vörös színelem közötti különbség +100) a különböző szintek közötti különbségnek megfelelő képpontpopulációkat 10-es intervallumokba csoportosítva. A kapott hisztogramok ugyanolyan felépítésűek, mint a
2. ábrán látható, három különböző kalcinálási fokú timföldre vonatkozó jellegzetes színképek.
Az a timföld metallurgiai timföld, amelyet enyhe kalcinálásnak vetettünk alá, és szemcséinek többségénél kevesebb volt a kék színelem, mint a vörös: ezek inkább barnának tűntek. Másrészt a c timföldet mineralizálószer jelenlétében kalcináltunk. Itt sokkal több kék szemcsét figyeltünk meg. A b timföld a kettő közé eső timföld, amelynek színképe a két extrém színkép közé esik. Az a, b és c timföldek lefutó BET felülettel rendelkeznek (a: 75 m2/g; b: 3,9 m2/g; c; 1,1 m2/g). A termékek így kalcinálási fokuknak megfelelően, vagy fordított sorrendben, a BET felület szerint lettek osztályozva.
Megjegyezzük, hogy néhány csúcs a timföldcsalád jellemzője:
- a 60-nál lévő csúcs: alulkalcinált szemcsék,
- a 180-nál lévő csúcs: kalcinált szemcsék.
A kalcinálási index meghatározása
A 2. ábrán látható színképek alapján lehetővé válik az IC kalcinálási index meghatározása:
ha i az osztály 0 és 260 között (10-es intervallumonként), f, a százalék és c, az i osztályoknak megfelelő különbségérték (kék színelem-vörös színelem +100), a kalcinálási indexet a következőképpen definiálhatjuk:
/=2^0 fi* α
Minden termék esetében, egy egyértelmű megfelelés van az IC kalcinálási index és a BET érték között (3. ábra).
A 4. ábra tapasztalati összefüggéssel definiált korrelációt mutat a BET felületi és a krisztallit TC mérete között - amelyet itt az őrlés utáni granulometriás méréssel kapott d50 finomátmérővel jellemeztünk amely a keramikusok, továbbá a tűzálló anyaggal foglalkozó tudósok érdeklődésére számot tartó értéktartományban van (0,8-5 m2/g). Ez a korreláció pedig a következő:
BET=A/(TC-L)+B, ahol B (0,5 m2/g nagyságrendben) a BET mérés analitikai határa, és ahol L (0,4 pm nagyságrendben) a granulometriás mérés analitikai határa.
Ennek folytán lehetővé válik, hogy korreláljuk az IC kalcinálási indexet a TC krisztallitmérettel, és a keramikusok, valamint a tűzálló anyagokkal foglalkozó kuta5
HU 226 972 Β1 tők érdeklődésére számot tartó lineáris összefüggést állítsunk fel: TC=A’*IC+B’ (5. ábra). Egy ilyen egyenlőség minden terméktartományra kialakítható.
A homogenitásindex meghatározása
Néhány termék színképe jobban szóródik, mint mások, és különböző szemcseszíneket tartalmaz. A homogenitásindexet az ilyen görbék szóródásával és eloszlásával, illetve ezek figyelembevételével határoztuk meg. A frekvenciák standard eltérését egy termékcsoportnak megfelelően választottuk ki.
Ennek az indexnek a reprezentatív természetét úgy illusztráltuk, hogy két terméket készítettünk a laboratóriumban: egy kalcináltat (BET=1,4 m2/g) és egy alulkalcináltat (BET=77 m2/g), amelyeket összekevertünk. Az első (amely 100% α-timföldnek felel meg a 6. ábrán) zárt görbével rendelkezik, a második (amely 0% a-timföldnek felel meg a 6. ábrán) jobban szórt. A különböző keverékeken elért, illetve kapott színképek (amely x % α-timföldnek felel meg, ahol x egymás után egyenlő 95, 90, 85, 80, 60 és 40) láthatók a 6. ábrán.
A 7. ábra a kalcinált timföld százalékának függvényében (% a), mutatja a különböző keverékek homogenitás! IH indexének változását. Megjegyezzük, hogy bármely keverék, amely legfeljebb 70% kalcinált timföldet tartalmazott, kisebb homogenitásindexű, mint az alulkalcinált timföld.
A találmány szerinti eljárás előnyei
- Gyors és megbízható eredmény.
- A mérési eljárást integrálhatjuk a kalcinált timföldtermelés minőségellenőrzési folyamatába; gyakorlati megfogalmazásban, a minta elkészítése igényel ugyan némi gyakorlottságot, de az IC és az IH koefficiensek meghatározása automatikus, segítve a mintavételt végző személyt abban, hogy gyorsan reagáljon a gyártási paraméterek eltérése esetén. E sokkal gyorsabb műveletnek két jótékony hatása van: nagyobb kemencerugalmasság és fokozott stabilitás a kalcinálás körülményeiben. Ezen a módon 20% megtakarítás is elérhető a termékek minőség-ellenőrzése során.
Claims (6)
- SZABADALMI IGÉNYPONTOK1. Eljárás timföld kalcinálási fokának és kalcinálási homogenitásának mérésére, azzal jellemezve, hogy érzékeny kamerával ellátott képelemző készülékkel 1000 A és 10 000 A közötti hullámhossztartománynak megfelelő színképtartományban képelemzést végzünk, és az eljárás során:a) az elemzendő timföldet, az említett hullámhossztartományban az enyhén kalcinált timföld és az erősen kalcinált timföld törésmutatója közötti törésmutatójú folyadékban elkeverve keveréket készítünk, valamintb) a képelemző készülékben tárgylemezen elrendezett keveréket helyezünk el, majd a keveréket az említett színképtartományba eső, stabil polikromatikus fénnyel megvilágítva képet alkotunk, továbbác) az alkotott képet a kamerával felfogjuk, és három színelemből álló, adott számú képpontot tartalmazó képet létrehozó jelet dolgozunk fel, valamintd) a képpontokat színelemeik alapján statisztikailag elemezzük, és az elemzés eredményeként nyert adatokat ismert timföldek megfelelő adataival összehasonlítva, meghatározzuk a keverékben elkevert timföld kalcinálásának fokát és kalcinálási homogenitását.
- 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a látható spektrumban elhelyezkedő színképtartománnyal kialakított kamerát alkalmazunk, és a folyadék törésmutatóját 1,70 és 1,76 között választjuk meg.
- 3. Az 1-2. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 50-1000 szemcsét tartalmazó keverék leképezését szavatoló, nagyítórendszerrel ellátott képelemző készüléket alkalmazunk.
- 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a képeket három RGB (vörös-zöld-kék) színelemből álló képpontokból alakítjuk ki.
- 5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a képpontokat a „B-R” (kék mínusz vörös) színelem szerint osztályozzuk, és az így kapott hisztogramból a megfigyelt timföld kalcinálási fokára és kalcinálási homogenitására vonatkozó szórásra következtetünk.
- 6. Gyártásközi ellenőrző eljárás timföld kalcinálási homogenitásának és a kalcinálás fokának meghatározására, azzal jellemezve, hogy az eljárás során mintát veszünk a kalcinált timföldből, majd a mintát az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárással elemezzük.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9914951A FR2801673B1 (fr) | 1999-11-26 | 1999-11-26 | Procede de mesure du degre et de l'homogeneite de calcination des alumines |
| PCT/FR2000/003227 WO2001038855A1 (fr) | 1999-11-26 | 2000-11-21 | Procede de mesure du degre et de l'homogeneite de calcination des alumines |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUP0203555A2 HUP0203555A2 (hu) | 2003-02-28 |
| HUP0203555A3 HUP0203555A3 (en) | 2004-07-28 |
| HU226972B1 true HU226972B1 (en) | 2010-03-29 |
Family
ID=9552612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU0203555A HU226972B1 (en) | 1999-11-26 | 2000-11-21 | Method for measuring degree and homogeneity of alumina calcination |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6983060B1 (hu) |
| EP (1) | EP1232385B1 (hu) |
| JP (1) | JP2003515161A (hu) |
| AT (1) | ATE334384T1 (hu) |
| AU (1) | AU775687B2 (hu) |
| DE (1) | DE60029615D1 (hu) |
| FR (1) | FR2801673B1 (hu) |
| HU (1) | HU226972B1 (hu) |
| RU (1) | RU2242744C2 (hu) |
| UA (1) | UA66951C2 (hu) |
| WO (1) | WO2001038855A1 (hu) |
Families Citing this family (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101056142B1 (ko) * | 2004-01-29 | 2011-08-10 | 케이엘에이-텐코 코포레이션 | 레티클 설계 데이터의 결함을 검출하기 위한 컴퓨터로구현되는 방법 |
| JP4904034B2 (ja) * | 2004-09-14 | 2012-03-28 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | レチクル・レイアウト・データを評価するための方法、システム及び搬送媒体 |
| US7729529B2 (en) * | 2004-12-07 | 2010-06-01 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Computer-implemented methods for detecting and/or sorting defects in a design pattern of a reticle |
| DE102005032601A1 (de) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Heidelberger Druckmaschinen Ag | Druckmaschine |
| US20060275160A1 (en) | 2005-05-17 | 2006-12-07 | Leu Shawn A | Pump improvements |
| US7769225B2 (en) * | 2005-08-02 | 2010-08-03 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Methods and systems for detecting defects in a reticle design pattern |
| US8041103B2 (en) * | 2005-11-18 | 2011-10-18 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Methods and systems for determining a position of inspection data in design data space |
| US7676077B2 (en) | 2005-11-18 | 2010-03-09 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Methods and systems for utilizing design data in combination with inspection data |
| US7570796B2 (en) | 2005-11-18 | 2009-08-04 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Methods and systems for utilizing design data in combination with inspection data |
| US8628305B2 (en) | 2006-09-05 | 2014-01-14 | Gardner Denver Thomas, Inc. | Fluid intake and exhaust fittings for a compressor or pump |
| WO2008077100A2 (en) | 2006-12-19 | 2008-06-26 | Kla-Tencor Corporation | Systems and methods for creating inspection recipes |
| WO2008086282A2 (en) * | 2007-01-05 | 2008-07-17 | Kla-Tencor Corporation | Methods and systems for using electrical information for a device being fabricated on a wafer to perform one or more defect-related functions |
| US7962863B2 (en) * | 2007-05-07 | 2011-06-14 | Kla-Tencor Corp. | Computer-implemented methods, systems, and computer-readable media for determining a model for predicting printability of reticle features on a wafer |
| US7738093B2 (en) | 2007-05-07 | 2010-06-15 | Kla-Tencor Corp. | Methods for detecting and classifying defects on a reticle |
| US8213704B2 (en) * | 2007-05-09 | 2012-07-03 | Kla-Tencor Corp. | Methods and systems for detecting defects in a reticle design pattern |
| US7796804B2 (en) * | 2007-07-20 | 2010-09-14 | Kla-Tencor Corp. | Methods for generating a standard reference die for use in a die to standard reference die inspection and methods for inspecting a wafer |
| US7711514B2 (en) * | 2007-08-10 | 2010-05-04 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Computer-implemented methods, carrier media, and systems for generating a metrology sampling plan |
| CN101785009B (zh) * | 2007-08-20 | 2012-10-10 | 恪纳腾公司 | 确定实际缺陷是潜在系统性缺陷还是潜在随机缺陷的计算机实现的方法 |
| US8139844B2 (en) * | 2008-04-14 | 2012-03-20 | Kla-Tencor Corp. | Methods and systems for determining a defect criticality index for defects on wafers |
| KR101841897B1 (ko) | 2008-07-28 | 2018-03-23 | 케이엘에이-텐코어 코오포레이션 | 웨이퍼 상의 메모리 디바이스 영역에서 검출된 결함들을 분류하기 위한 컴퓨터-구현 방법들, 컴퓨터-판독 가능 매체, 및 시스템들 |
| US8775101B2 (en) | 2009-02-13 | 2014-07-08 | Kla-Tencor Corp. | Detecting defects on a wafer |
| US8204297B1 (en) | 2009-02-27 | 2012-06-19 | Kla-Tencor Corp. | Methods and systems for classifying defects detected on a reticle |
| US8112241B2 (en) * | 2009-03-13 | 2012-02-07 | Kla-Tencor Corp. | Methods and systems for generating an inspection process for a wafer |
| US8781781B2 (en) | 2010-07-30 | 2014-07-15 | Kla-Tencor Corp. | Dynamic care areas |
| US9170211B2 (en) | 2011-03-25 | 2015-10-27 | Kla-Tencor Corp. | Design-based inspection using repeating structures |
| US9087367B2 (en) | 2011-09-13 | 2015-07-21 | Kla-Tencor Corp. | Determining design coordinates for wafer defects |
| US8831334B2 (en) | 2012-01-20 | 2014-09-09 | Kla-Tencor Corp. | Segmentation for wafer inspection |
| US8826200B2 (en) | 2012-05-25 | 2014-09-02 | Kla-Tencor Corp. | Alteration for wafer inspection |
| US9189844B2 (en) | 2012-10-15 | 2015-11-17 | Kla-Tencor Corp. | Detecting defects on a wafer using defect-specific information |
| US9053527B2 (en) | 2013-01-02 | 2015-06-09 | Kla-Tencor Corp. | Detecting defects on a wafer |
| US9134254B2 (en) | 2013-01-07 | 2015-09-15 | Kla-Tencor Corp. | Determining a position of inspection system output in design data space |
| US9311698B2 (en) | 2013-01-09 | 2016-04-12 | Kla-Tencor Corp. | Detecting defects on a wafer using template image matching |
| KR102019534B1 (ko) | 2013-02-01 | 2019-09-09 | 케이엘에이 코포레이션 | 결함 특유의, 다중 채널 정보를 이용한 웨이퍼 상의 결함 검출 |
| US9865512B2 (en) | 2013-04-08 | 2018-01-09 | Kla-Tencor Corp. | Dynamic design attributes for wafer inspection |
| US9310320B2 (en) | 2013-04-15 | 2016-04-12 | Kla-Tencor Corp. | Based sampling and binning for yield critical defects |
| RU2564455C1 (ru) * | 2014-07-15 | 2015-10-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Способ определения степени гомогенизации многокомпонентных гетерогенных смесей |
| JP7341835B2 (ja) * | 2019-10-09 | 2023-09-11 | 株式会社日立製作所 | 粉体混合システム及び粉体混合方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3936188A (en) * | 1972-11-06 | 1976-02-03 | Sawyer Research Products, Inc. | Color sorting of irradiated materials and a calibrated color comparison array |
| US3844780A (en) * | 1972-11-28 | 1974-10-29 | Xerox Corp | Imaging process |
| US3941874A (en) * | 1973-02-26 | 1976-03-02 | Anaconda Aluminum Co. | Recovery of aluminum fluoride |
| FI81812C (fi) * | 1988-06-30 | 1990-12-10 | Neste Oy | Foerfarande och anordning foer kontroll av aktiveringsreaktioner foer ziegler-natta katalysatorbaerare samt anvaendning av dessa. |
| US5303310A (en) * | 1991-08-30 | 1994-04-12 | Imc Fertilizer, Inc. | Method and apparatus for image analysis of composite ores |
-
1999
- 1999-11-26 FR FR9914951A patent/FR2801673B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-11-21 HU HU0203555A patent/HU226972B1/hu not_active IP Right Cessation
- 2000-11-21 JP JP2001540353A patent/JP2003515161A/ja not_active Abandoned
- 2000-11-21 AU AU25217/01A patent/AU775687B2/en not_active Ceased
- 2000-11-21 WO PCT/FR2000/003227 patent/WO2001038855A1/fr active IP Right Grant
- 2000-11-21 US US10/130,260 patent/US6983060B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-11-21 EP EP00988861A patent/EP1232385B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-21 DE DE60029615T patent/DE60029615D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-21 RU RU2002117024/28A patent/RU2242744C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2000-11-21 UA UA2002065256A patent/UA66951C2/uk unknown
- 2000-11-21 AT AT00988861T patent/ATE334384T1/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2002117024A (ru) | 2004-02-20 |
| WO2001038855A1 (fr) | 2001-05-31 |
| FR2801673B1 (fr) | 2001-12-28 |
| UA66951C2 (uk) | 2004-06-15 |
| EP1232385A1 (fr) | 2002-08-21 |
| JP2003515161A (ja) | 2003-04-22 |
| ATE334384T1 (de) | 2006-08-15 |
| HUP0203555A3 (en) | 2004-07-28 |
| EP1232385B1 (fr) | 2006-07-26 |
| HUP0203555A2 (hu) | 2003-02-28 |
| US6983060B1 (en) | 2006-01-03 |
| RU2242744C2 (ru) | 2004-12-20 |
| AU2521701A (en) | 2001-06-04 |
| FR2801673A1 (fr) | 2001-06-01 |
| AU775687B2 (en) | 2004-08-12 |
| DE60029615D1 (de) | 2006-09-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| HU226972B1 (en) | Method for measuring degree and homogeneity of alumina calcination | |
| JP5474759B2 (ja) | 宝石用原石を査定、評価及び等級付けする装置及び方法 | |
| AU2005284094B2 (en) | Method for matching paint | |
| EP2930494B1 (de) | Handmessgerät zur erfassung des visuellen eindrucks eines messobjekts | |
| US20100141929A1 (en) | Apparatus and method for color measurement and color grading of diamonds, gemstones, and the like | |
| Leroy et al. | Mineral recognition of single particles in ore slurry samples by means of multispectral image processing | |
| Saldaña et al. | Computer vision system in real-time for color determination on flat surface food | |
| JP6632145B2 (ja) | 表面粗さ判定装置及び判定方法 | |
| CA3041973A1 (en) | Cell measurement method | |
| US20220196565A1 (en) | Gemstone blue fluorescence detection and grading | |
| Siatou et al. | A Methodological Approach for Multi-Temporal Tracking of Silver Tarnishing | |
| EP1486769A2 (en) | A process and apparatus for analysing the composition of a powder mixture | |
| US9915618B2 (en) | Method and an arrangement for measuring the gloss of grains | |
| KR101568726B1 (ko) | 소결광 성분의 정량화 방법 | |
| RU2267117C1 (ru) | Способ определения времени смешивания сыпучих материалов | |
| KR101646040B1 (ko) | 반사도를 이용한 컬러합금의 색분석 방법 | |
| JPH01259243A (ja) | 不透明鉱物等の顕微鏡画像の自動定量測定方法および装置 | |
| Filip et al. | Assessment of sparkle and graininess in effect coatings using a high-resolution gonioreflectometer and psychophysical studies | |
| AU2008100838B4 (en) | Apparatus and method for assessment, evaluation and grading of gemstones | |
| Saldaña et al. | Computer vision system in real-time for color determination on flat surface food Assessment of Duplex PCR for the simultaneous diagnose of Mycobacterium spp. and Brucella spp. in cattle | |
| Clarke et al. | The development of NIR microscopy for process control in pharmaceutical manufacturing | |
| Althoff et al. | AS & Co.-SpectraVision 4-Overview and new Developments |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GB9A | Succession in title |
Owner name: ALTEO GARDANNE, FR Free format text: FORMER OWNER(S): ALUMINIUM PECHINEY, FR |
|
| MM4A | Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees |