|
Анализ изображений |
| Основные положения |
| Обзор |
| QICPIC/R |
| PICTOS |
| PICTIS |
| PICCELL |
|
Модули дисперги-рования |
| OASIS/L |
| RODOS/L |
| GRADIS/L |
| FIBROS |
| MIXCEL |
| LIXELL |
|
Программное обеспечение |
| WINDOX 5 |
|
Аксессуары |
| Компьютер |
| VIBRI/L |
| ASPIROS/L |
| Модули экстракции |
|
Информация |
| Публикации |
| FAQs |
Для характеристики реальных частиц в настоящее время форма частиц имеет такое же важное значение как и размер частиц. Метод анализа изображений дает возможность получать такие данные.
Для анализа размера и формы частиц следующие постулаты имеют важное значение:
| 1. | Анализ изображений имеет дело со статистическими значениями. Минимальное количество частиц может быть проанализировано с точки зрения максимальной погрешности для распределения Q0(x) как nmin > 1/E²max.. В результате для более чем 10,000 частиц максимальное стандартное отклонение составляет 1%. Наиболее часто необходимо иметь результат в виде объемного распределение Q3(x). Согласно ISO 14488 (2003)минимальное количество частиц зависит от самого распределения по размерам. Таким образом, для обеспечения максимальной погрешности не более 1% требуется не менее 1,000,000 частиц. | |
| 2. | Частицы должны быть разделены друг от друга. В противном случае, в программном обеспечении требуется проведение времязатратных алгоритмов для разделения частиц. Это обычно приводит к малому числу частиц на изображении и большому времени вычисления. | |
| 3. | Время измерения должно иметь разумные пределы: 1,000,000 частиц по 10 частиц на каждом изображении потребует обработки 100,000 кадров. Со скоростью обработки 25 кадров в секунду этот результат будет обрабатываться 4000 секунд, т.е. более одного часа! | |
| 4. | Так как границы частиц должны быть точно обнаружены, все частицы обязаны быть сфотографированы с максимально возможным контрастом. | |
| 5. | Так как границы частиц должны быть точно обнаружены, все частицы обязаны быть сфотографированы с максимально возможным контрастом. Так как границы частиц должны быть точно обнаружены, все частицы обязаны быть сфотографированы с максимально возможным контрастом. |
Базовая концепция заключается в сочетании широко известного мощного модуля диспергирования и прибора для динамического анализа изображений (dynamic image analysis, DIA) частиц. Поток хорошо диспергированных частиц проходит через проекцию изображения. Благодаря надлежащему диспергированию частицы отделены одна от другой транспортирующей жидкостью и наложения частиц можно легко избежать. Таким образом, можно получить наибольшее количество частиц в кадре. (см. п.2 выше)
Так как частицам придается ускорение при диспергировании, особое внимание требуется обратить на возможное размытие кадра при движении. Коммерчески доступные на сегодняшний день лампы-вспышки с временем экспозиции 10 миллисекунд не могут быть применены, так как размытость от движения в данном случае будет более чем 10 мм для частиц со скоростью 100 м/с. Поэтому в Sympatec был разработан специальный пульсирующий источник подсветки с временем экспозиции менее 1 наносекунды, что в результате сократило размер размытости изображения при движения до 100 нм при той же скорости. Данное значение даже меньше чем самый маленький пиксель размером в 1 мкм, который может быть зарегистрирован камерой. Поэтому данный метод превосходит возможности статического анализа изображений.
Поскольку камера и подсветка могут работать при любой скорости от 0 до 450 кадров в секунду (fps), то большое количество частиц может быть обработано за короткое время: при наличии 100 частиц на изображении (благодаря хорошему диспергированию) и скорости 450 кадров/сек количество частиц в 1,000,000 (см. п.1 выше) теперь может быть обработано за 20 сек вместо 1 часа (см. п.3 выше).
Для точного обнаружения границ частиц, их поток отображается в движении при помощи специального объектива, который передает только лучи света на камеру, расположенной почти параллельно оптической оси. В сочетании с параллельной подсветкой, даже очень высоко прозрачные частицы отображаются как ‘черные’, если их коэффициент дифракции отличается от окружающей жидкости, и свет от них отклоняется (см. п.4 выше). При помощи программного обеспечения, в зависимости от необходимого диапазона измерения размеров частиц, может быть выбран один из предустановленных в барабане оптических объективов.
Кроме того, в приборе применяется высокоскоростная CMOS-камера с разрешением 1024x1024 пикселей, т.е. 1 мегапиксель (Mpixel). Поэтому, в сочетании со встроенным блоком обработки высокоскоростной обработки сигналов со скоростью соединения до 1.25 Гбит, все данные изображений могут быть обработаны и сохранены в базе данных на ПК в режиме реального времени со скоростью 450 кадров в секунду.
характеризуется неподвижными частицами, например, на подложке микроскопа.
Преимущества данного метода заключаются в том, что глубина резкости обеспечивает высокое разрешение полученных снимков для маленьких частиц, а также в том, что метод широко распространен и стандартизирован в ISO 13322-1. Небольшое количество полученных данных, строгая ориентиция частиц, необходимость разделения слипшихся частиц с помощью времязатратных алгоритмов программного обеспечения, а также крошечный объем анализируемого материала, образуют огромную проблему, приводящую к очень низкой статистической значимости результатов.
производится в потоке движущихся частиц.
Это увеличивает размер выборки. Частицы свободно ориентированы, и число слипшихся частиц снижено. Поэтому ряд компаний предлагают системы, которые работают либо в отражении, либо пропускании, при диспергировании в суспензии или свободном падении частиц, с матричными или линейно-сканирующими камерами.
Данные системы имеют следующие ограничения:
Системы свободного падения подходят только для очень рассыпчатых материалов, а системы воздушного диспергирования не имеются. Системы с диспергированием образца в суспензии подходят только для небольшого количества образца и медленных частиц. Общее для обоих способов – это небольшое количество образца, что дает плохую статистическую значимость результатов. Данный тип приборов будет описан в стандарте ISO 13322-2.