LIBS analýza pre technickú čistotu

Na rozdiel od gravimetrickej analýzy, ktorá poskytuje iba súhrnnú hodnotu o znečistení extrahovanom z dielu, získame pri opticko-svetelnej analýze detailné informácie. Častice môžeme merať a počítať a taktiež typizovať (rozdeľovať do skupín), pretože môžu byť pre funkciu dielu kritické už jednotlivé častice alebo ich malé množstvo, musíme tieto častice bezpečne zachytiť. Na tento účel je nevyhnutné počítať častice po celej efektívnej ploche analytického filtra. Rozpoznanie častíc a stanovenie rozmerových charakteristík prebieha pomocou tzv. spracovania obrazu. Pritom je možné detegovať iba objekty, ktoré sa opticky (jasom) odlišujú od pozadia (a tak nie je možné zachytiť biele častice na bielej analytickej filtračnej membráne). To nie je žiadna chyba alebo nedostatok jednotlivých opticko-svetelných systémov, ale spočíva v podstate v metóde preukazovania a je to obmedzenie dané princípom.

Aké častice pritom môžete jednotlivo ešte zachytiť a ako prebieha meranie rozmerov a typizovanie, závisí od rôznych faktorov, ako sú:

• zobrazovacia optika (zväčšenie a rozlišovacia schopnosť)
• spôsob osvetlenia a konkrétne prevedenie osvetľovacieho systému
• prahová hodnota, s ktorou je schopný SW pre vyhodnotenie obrazu ešte odlíšiť, ktoré oblasti prináležia k časticiam a ktoré k pozadiu filtru
• definičné kritériá pre meranie a typizovanie častíc a presné algoritmy, s ktorými je toto realizované

Senzor kamery sa skladá z jednotlivých svetlocitlivých prvkov (pixelov). Podľa zvoleného/nastaveného zväčšenia je k určitej časti plochy analytického filtra priradená veľkosť 1 pixel. Tým je určená zodpovedajúca miera zobrazenia mikrometrov/pixel potrebná pre meranie častíc. Pre zaistenie exaktného stanovenia veľkosti by mali byť analyzované častice (po dĺžke) zobrazené cez 10 pixelov kamerového obrazu.

Obr. 2 - Senzor kamery a jednotlivé interpretácie pixelov

Optický mikroskop s polarizátorom

V tomto prípade je svetlo, ktorým sa osvetľuje analytický filter, lineárne polarizované. Svetlo odrazené od vzorky, ktoré je zachytené zväčšovacou optikou, je vedené cez ďalší, o 90° otočený polarizačný filter (analyzátor). Vďaka prekríženiu polarizačných filtrov častice potemnie a odrazy od kovových častíc sa vyrušia. Zachytené častice sa zobrazia v temných odtieňoch na svetlom pozadí filtra.

Obr. 3 - Nastavenie treshold v softvéri a detekcie častice

U stereomikroskopu sledujú oči pozorovateľa vzorky pod nepatrne odlišným uhlom (paralaxa). Tým vzniká pri sledovaní cez objektív dojem plastického obrazu vzorky. Ak sú pre automatizované merania použité stereomikroskopy, mali by byť dráhy lúčov pre kameru vedené tak, aby nevznikala paralaxa, príp. bola korigovaná. U makroskopov je dráha lúčov pre kameru identická.

Obr. 4 - Príklad mikroskopov pre technickú čistotu, vzpriamený mikroskop i stereomikroskop

Optickou analýzou nie je možné hodnotiť zloženie častice a z toho dôvodu je možné použiť metódu LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) spojenú s optickou analýzou ku komplexnému vyhodnoteniu častíc.

Obr. 5 - LIBS mikroskop vrátane prvkovej analýzy a vyhodnotenia

Analýza optických častíc má mnoho výhod. Poskytuje mnoho výsledkov, ako je dĺžka, šírka, výška častíc. Je to rýchla a ľahko použiteľná analýza v súlade s mnohými štandardmi, ako je VDA 19, ISO 16232, ISO 4406 a mnoho ďalších. Je bežnou metódou pre dokumentáciu čistoty komponentov - užívateľov po celom svete, ale nemáme informácie o chemickom zložení a zdroji častíc. Nebolo by výhodou získať aj odtlačok prsta? A keby sme to mohli urobiť, chceme to urobiť rýchlo, jednoducho, BEZPEČNE, bez výmeny zariadenia a opätovného vyhľadávania častíc a bez prípravy alebo vyberania častíc pre analýzu SEM/EDX. Nebolo by výhodou použiť jeden systém pre optickú a chemickú kontrolu? Presne toto je možné s novým systémom Leica DM6 LIBS! Získajte úplný obraz a všetky potrebné informácie na jeden pohľad a to aj v súlade s normami ako VDA 19.