颗粒图像分析仪是新一代静态颗粒图像分析设备,它采用创新的图像采集系统与分析软件,将计算机图像学与颗粒粒度及粒形分析理论*结合,在获得清晰的颗粒图像的同时,将颗粒的粒度、球型度、长径比、庞大率、表面率等相关颗粒大小和形状的表征参数以特征值和分布的形式呈现出来,使用户可以详细的了解颗粒。此外,该款仪器还赋予了自动化、智能化能时代性的标志、使其操作更简便、分析更智能、结果更稳定,是颗粒粒度测试及粒形分析的选搭档和得力助手。
本系统是利用颗粒图像中每个颗粒所包含的像素量进行统计,计算出每个颗粒的等圆面积和等球体积。从而得到每个颗粒的等圆直径和等球直径等,再对图像中的所有颗粒进行统计,终得到所分析样品的粒度分布等信息。可以对图像进行灰度转换、分割、删除、填充、缩放、平滑、缝合等处理,也可同时对多幅进行上述处理,从而提高所分析样品的代表性,使处理结果更加准确、真实、可靠。
一、核心图像采集系统(获取清晰颗粒图像)
图像采集系统是仪器的“眼睛”,负责将颗粒的物理形态转化为数字图像,核心是保证图像分辨率与清晰度,避免因成像模糊影响分析精度。
光学成像模块
光源:提供均匀、稳定的照明,常见类型包括背光光源(如LED面光源,适用于透明/半透明颗粒,形成黑色颗粒白色背景,突出轮廓)、同轴光源(适用于不透明颗粒,减少表面反光干扰)、环形光源(适用于不规则颗粒,均匀照亮边缘)。光源亮度可调节(通常0-100%可调),确保不同大小、颜色的颗粒均能清晰成像。
镜头:放大颗粒图像,常用高分辨率工业镜头(如定焦镜头、变焦镜头),放大倍数通常5-100倍,适配不同粒径范围(如5μm-1mm颗粒用20倍镜头,1mm-10mm颗粒用5倍镜头)。部分高d型号配备自动对焦功能,避免手动对焦误差,确保图像清晰度一致。
样品载台:放置待检测样品,分为静态载台(如玻璃载玻片,适用于干燥粉末样品,手动移动载台拍摄不同区域)和动态载台(如流动样品池,适用于悬浮液样品,通过蠕动泵控制样品匀速流动,实现连续拍摄,避免颗粒重叠)。载台可精确移动(精度≤0.01mm),支持多区域拼接成像,覆盖更大样品范围。
图像传感器模块
工业相机:将光学图像转化为数字信号,核心参数是分辨率(如200万像素、500万像素,分辨率越高,小颗粒细节越清晰)和帧率(如10fps、30fps,帧率越高,动态样品拍摄越流畅,减少拖影)。常见类型为CCD相机(成像细腻,噪声低)和CMOS相机(响应快,适合动态样品),部分相机支持彩色成像,可同时分析颗粒颜色与形态。
图像采集卡(部分型号):连接相机与电脑,负责传输数字图像数据,支持高速数据传输(如USB3.0、GigE接口),避免数据传输延迟导致图像丢失或卡顿,确保连续拍摄时图像连贯。
二、图像处理与分析系统(提取颗粒关键参数)
该系统是仪器的“大脑”,通过软件算法对采集的图像进行处理,自动识别颗粒并计算参数,核心是保证识别准确性与分析全面性。
图像处理软件
图像预处理功能:消除图像噪声、优化画质,包括灰度校正(平衡图像亮度不均)、降噪处理(去除电子噪声或灰尘干扰)、边缘增强(突出颗粒轮廓,便于识别)、背景分割(将颗粒与背景分离,避免背景杂质被误判为颗粒)。
颗粒识别算法:自动识别图像中的颗粒,支持单颗粒识别(分离重叠颗粒,如通过watershed算法分割粘连颗粒)、多颗粒批量识别(一次分析数十至数百个颗粒,提高效率)。可设置识别阈值(如颗粒最小面积、圆形度范围),过滤杂质或不符合要求的颗粒,减少分析误差。
数据分析模块
基础参数计算:自动计算颗粒的尺寸参数(如粒径、长径比、等效直径、周长、面积)和形态参数(如圆形度、球形度、Aspect Ratio长宽比、凹凸度),部分型号支持体积、表面积换算(需输入颗粒密度)。
统计与报表功能:对批量颗粒的参数进行统计分析,生成粒径分布直方图、累积分布曲线(如D10、D50、D90)、形态参数分布图表,支持数据导出为Excel、PDF格式,或生成可视化报告(包含原始图像、分析结果、统计图表),方便后续数据对比与汇报。
三、辅助系统(保障稳定运行与样品适配)
辅助系统为核心模块提供支撑,确保仪器适配不同样品类型,同时维持长期稳定运行。
样品预处理与适配模块
样品分散装置:针对易团聚的粉末样品,配备机械分散器(如搅拌器、超声分散器)或气流分散器,通过搅拌、超声振动或气流冲击打破颗粒团聚,确保样品均匀分散在载台或流动池中,避免团聚导致粒径测量偏大。
多类型样品适配组件:包括干燥样品适配组件(如玻璃载玻片、样品刮板,用于均匀铺展粉末)和液体样品适配组件(如石英流动池、蠕动泵,控制悬浮液流速),部分型号支持负压样品台(适用于轻质粉末,防止样品被气流吹散)。
设备控制与支撑模块
控制单元:包括触摸屏或电脑操作界面,可设置成像参数(如光源亮度、镜头焦距、拍摄区域)、分析参数(如识别阈值、统计数量),支持手动/自动模式切换(自动模式可设定拍摄数量、间隔时间,实现无人值守分析)。
机械支撑结构:机身采用刚性材质(如铝合金、铸铁),减少振动对光学系统的影响(振动会导致图像模糊);部分型号配备防震台,适配实验室多设备共同运行的环境,确保成像稳定。
校准组件:提供标准校准样品(如已知粒径的微球标准品,粒径误差≤1%),用于定期校准仪器的尺寸测量精度,确保长期分析结果的准确性,校准过程可通过软件引导完成,操作便捷。
