图像分析作为用于量化粒度和形状信息的技术已经存在多年。在经过数字图像分析的出现之前,使用Feret和Martin的卡钳直径等简单的措施来分类粒度,并且可以使用这些措施的简单比例来描述颗粒形状。
图1。具有简单的Calliper测量(如Feret的水平(FH)和Feret的垂直(FV)直径而可能的方差的示例。
然而,从图1可以看出,这些简单的Calliper测量显示依赖于二维视野中颗粒的方差。
With the advent of digital image analysis these calliper measures have increased in robustness as principal axis transformation has allowed the maximum and minimum Feret’s diameters to be easily found, and shape descriptors based on a central moment have been developed, so removing the 2- dimensional orientation dependence.
这导致了我们现在拥有一套强大的二维颗粒形状和尺寸因子的情况,可让我们进入颗粒系统。
计算机处理能力的增加导致了近年来静态和动态图像分析仪器的出现,该仪器能够快速分类10,如果不是100人的颗粒。欧洲杯猜球平台这具有移动图像分析,用于确定颗粒形态,远离分析几种100种颗粒的定性技术,以产生统计有效数据的定量技术。欧洲杯猜球平台
两个这样的仪器的例子是Malvern Panalytical的形态学G2(静态)和Sysmex FPIA-3000(动态)。
粒子的方向欧洲杯猜球平台
图2示出了落在表面上的颗粒将采用其最机械稳定的状态。欧洲杯猜球平台这意味着它们将向观察者呈现最大的区域,结果是它们最长和第二个最长尺寸(在将结果与其他技术比较时有用,例如筛分第二最长尺寸的筛分)。
这是有利的,因为它大大简化了对形状的评估,并且通过评估在这种情况下呈现的二维突起的颗粒来开发了目前通常使用的大多数形状因素。欧洲杯猜球平台
图2.。粒欧洲杯猜球平台子将采用最机械稳定的状态。
随着动态图像分析仪的出现,粒子可能很好地具有在3维内采用任何取向的能力。欧洲杯猜球平台
如果我们考虑图3所示的杆状颗粒。这种类型的颗粒具有2个相似的尺寸(宽度和厚度)和一个异常尺寸(长度)。
图3.。棒状颗粒。
因此,它可以呈现多个二维尺寸和形状,依赖于粒子在3维中的定向方式;一些可能性如图4所示。
图4.。棒状粒子以三维空间中的各种取向示出。呈现到图像分析软件这种粒子而没有控制其取向,产生图5所示的尺寸和形状分布。
图5.。具有不同取向的圆形颗粒的圆形度(顶部)和直径(等同圆形区域)分布图,如图4所示。实际分布应为单峰 - 以最大尺寸和这些分布的最低圆形度。欧洲杯猜球平台
从图5所示的分布可以看出,粒子取向的方差导致这种最简单的颗粒系统的复杂形状和尺寸分布,其组成为纯度单分散分布。对于这种颗粒的多分散分布,情况将更复杂。欧洲杯猜球平台
颗粒能够依欧洲杯猜球平台赖于颗粒的取向产生无限数量的尺寸和形状值。如果系统利用重新循环或不确保所有粒子都焦点,则这种效果将加剧。欧洲杯猜球平台
方向需要紧密控制非对称性IC颗粒欧洲杯猜球平台
因此,显而易见的是,为不对称粒子产生有效,有意义的数据,需要紧密控制取向。欧洲杯猜球平台
形态学G2控制颗粒取向,因为粉末将干燥在玻璃载玻片上,或者在玻璃载玻片上分散在油中;作为粒子的方式确保粒子取向将采用其最机械稳定的取向。欧洲杯猜球平台
这还具有确保在相对恒定的焦点平面内保持粒子的增加的益处,消除了对焦点抑制算法的需要。欧洲杯猜球平台
Sysmex FPIA-3000是动态图像分析系统,其还确保粒子有利地定向并保持在窄的焦点平面内。欧洲杯猜球平台FPIA-3000通过采用专利的流体动力学聚焦系统实现这一点;这在图6中示出。
在流体动力学聚焦中,在两个鞘流之间注入样品流动;这导致样品流窄并变成平面。因此,样品流动保持在仪器的焦点平面处,并且流动内的颗粒将自然地将它们自身与其最大的区域朝向检测器对齐,因此确保了一致的粒子取向。欧洲杯猜球平台
图6.。使用由fpia-3000采用的水动力聚焦系统的例证。
在Sysmex FPIA-欧洲杯猜球平台3000的测量期间捕获的颗粒的实例,图7中的测量值完全说明了在测量期间发生粒子取向。
向检测器提出一致的粒子方向的这种能力简化了大大图像分析,并且允许容易地识别颗粒形状和尺寸的趋势,并使样品之间的比较相关。
图7.。在FPIA-3000上测量的玻璃棒颗粒的例子欧洲杯猜球平台。注意甚至最小和最低纵横比颗粒的一致对准。
为了说明这一事实,图8显示了Morpholologi G2上的杆状颗粒的分析结果。欧洲杯猜球平台增加粒度和圆形度降低之间的趋势清晰可见和明确。
图8.。3-D粒径抗圆形型材料的圆形曲线图。该趋势表明,由于直径增加圆形程度,表明颗粒宽度是固定的,而长度增加。
没有一致的粒子取向,如图10所观察到的趋势,如果在统计噪音中完全丢失,则在不太明显
结论
目前的分析师提供的大多数形状描述符是从机械稳定取向呈现的三维颗粒/特征的二维研究开发的。欧洲杯猜球平台
粒子方向的差异将导致数据质量和再现性的减少。图像分析技术对传统集合特征技术的主要优点是对形状和尺寸特征的差异的敏感性。需要一致的粒子取向方法,以防止统计噪声降低这种灵敏度。
此信息已被采购,从Malvern analytical提供的材料进行审核和调整。欧洲杯足球竞彩
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