顆粒圖像分析儀是新一代靜態(tài)顆粒圖像分析設(shè)備,它采用創(chuàng)新的圖像采集系統(tǒng)與分析軟件,將計算機圖像學(xué)與顆粒粒度及粒形分析理論*結(jié)合,在獲得清晰的顆粒圖像的同時,將顆粒的粒度、球型度、長徑比、龐大率、表面率等相關(guān)顆粒大小和形狀的表征參數(shù)以特征值和分布的形式呈現(xiàn)出來,使用戶可以詳細的了解顆粒。此外,該款儀器還賦予了自動化、智能化能時代性的標志、使其操作更簡便、分析更智能、結(jié)果更穩(wěn)定,是顆粒粒度測試及粒形分析的選搭檔和得力助手。
本系統(tǒng)是利用顆粒圖像中每個顆粒所包含的像素量進行統(tǒng)計,計算出每個顆粒的等圓面積和等球體積。從而得到每個顆粒的等圓直徑和等球直徑等,再對圖像中的所有顆粒進行統(tǒng)計,終得到所分析樣品的粒度分布等信息??梢詫D像進行灰度轉(zhuǎn)換、分割、刪除、填充、縮放、平滑、縫合等處理,也可同時對多幅進行上述處理,從而提高所分析樣品的代表性,使處理結(jié)果更加準確、真實、可靠。
一、操作前準備(開機前)
提前完成儀器檢查與樣品預(yù)處理,消除干擾因素,為精準檢測奠定基礎(chǔ)。
儀器與環(huán)境檢查
外觀與連接檢查:確認光學(xué)系統(tǒng)(鏡頭、光源)、相機、樣品載臺無破損,數(shù)據(jù)線(相機與電腦、光源控制線)連接牢固,電腦與分析軟件可正常啟動(無軟件報錯、驅(qū)動缺失)。
環(huán)境控制:將儀器放置在平穩(wěn)、無振動的臺面,避免靠近強光源(如陽光直射)或強電磁干擾源(如變頻器);環(huán)境溫度控制在15℃-30℃,濕度30%-60%(防止鏡頭起霧、電路受潮)。
樣品預(yù)處理(關(guān)鍵步驟)
干燥粉末樣品:取適量樣品(通常5-10mg),若顆粒易團聚,用超聲分散器(功率300-500W,時間1-3分鐘)或機械研磨器分散,再用樣品刮板將分散后的樣品均勻鋪展在玻璃載玻片上(厚度≤0.1mm,避免顆粒重疊),蓋好蓋玻片(防止灰塵污染)。
液體懸浮樣品:將樣品稀釋至合適濃度(顆粒濃度以成像時單顆粒占比80%以上為宜,避免重疊),若含大顆粒雜質(zhì),用80-100目濾網(wǎng)過濾;將稀釋后的樣品倒入石英流動池(液面沒過觀察窗),或滴2-3滴在載玻片上(靜態(tài)檢測),確保無氣泡(氣泡會被誤判為顆粒)。
二、儀器校準(每次檢測前/定期)
校準是保證測量精度的核心,需用標準樣品校準尺寸準確性,避免儀器漂移導(dǎo)致誤差。
標準樣品準備
選取與待檢樣品粒徑范圍接近的標準微球樣品(如檢測10μm顆粒用10μm±0.1μm標準微球),按樣品預(yù)處理步驟制備標準樣品載片(或懸浮液)。
校準操作
啟動儀器與軟件:打開光源、相機電源,啟動顆粒分析軟件,進入“校準模式”,選擇“尺寸校準”功能。
圖像采集與參數(shù)設(shè)置:將標準樣品載片放在樣品臺上,調(diào)整載臺位置,讓標準微球位于相機視野中心;調(diào)節(jié)光源亮度(10%-80%)與鏡頭焦距(手動/自動對焦),直至屏幕上微球邊緣清晰無模糊,拍攝1-2張標準樣品圖像。
校準計算:在軟件中手動選取3-5個清晰的標準微球,輸入標準微球的實際粒徑值,軟件自動計算“像素-實際尺寸”的換算系數(shù)(如1像素=0.5μm),保存校準參數(shù)(校準結(jié)果需滿足誤差≤1%,超差需重新校準)。
三、圖像采集(核心檢測階段)
按“手動/自動”模式采集樣品圖像,確保覆蓋足夠多的顆粒,保證統(tǒng)計結(jié)果代表性。
參數(shù)設(shè)置
進入“圖像采集”模式,設(shè)置采集參數(shù):①圖像分辨率(如200萬像素、500萬像素,小顆粒選高分辨率);②拍攝數(shù)量(手動模式單張拍攝,自動模式設(shè)置10-50張,覆蓋不同視野,避免局部樣品不均導(dǎo)致誤差);③曝光時間(0.1-10ms,根據(jù)顆粒反光性調(diào)整,避免過曝或欠曝)。
樣品定位:將待檢樣品載片/流動池放在載臺上,靜態(tài)檢測時通過載臺微調(diào)旋鈕(X/Y軸)移動載臺,選擇無重疊、無雜質(zhì)的區(qū)域;動態(tài)檢測時啟動蠕動泵(流動池樣品),調(diào)節(jié)流速(1-5mL/min),確保顆粒勻速通過視野,無拖影。
圖像采集與質(zhì)量檢查
手動采集:點擊軟件“拍攝”按鈕,采集單張圖像,在預(yù)覽窗口檢查顆粒清晰度(邊緣是否銳利)、重疊率(單顆粒占比≥70%),若圖像模糊,重新調(diào)整焦距;若重疊過多,重新分散樣品。
自動采集:設(shè)置“自動拍攝區(qū)域”(如X軸移動范圍0-50mm,Y軸0-30mm)與“拍攝間隔”(如每移動2mm拍1張),點擊“開始自動采集”,軟件自動移動載臺并拍攝,期間無需人工干預(yù),采集完成后自動保存所有圖像。
四、圖像處理與分析(數(shù)據(jù)提取階段)
通過軟件算法處理圖像、識別顆粒,自動計算尺寸與形態(tài)參數(shù),減少人工誤差。
圖像處理(軟件自動/手動輔助)
圖像預(yù)處理:軟件默認自動執(zhí)行“灰度校正”“降噪”“背景分割”,若仍有雜質(zhì)干擾(如載玻片劃痕),手動選擇“區(qū)域剔除”功能,框選雜質(zhì)區(qū)域并刪除,避免誤判。
顆粒識別:選擇“顆粒識別”功能,設(shè)置識別閾值(如“最小顆粒面積”(排除灰塵,如≥5像素)、“圓形度范圍”(過濾非顆粒雜質(zhì),如0.5-1.0)),軟件自動識別圖像中的顆粒,用不同顏色標記單個顆粒(重疊顆粒會被自動分割,如通過watershed算法),若分割效果差,手動調(diào)整“分割靈敏度”參數(shù)。
參數(shù)分析與統(tǒng)計
選擇需分析的參數(shù):基礎(chǔ)參數(shù)(粒徑、長徑比、面積、周長)、形態(tài)參數(shù)(圓形度、球形度、凹凸度),軟件自動計算每個顆粒的參數(shù)值。
統(tǒng)計分析:軟件對所有采集圖像中的顆粒(通常需≥500個顆粒,保證統(tǒng)計顯著性)進行統(tǒng)計,生成粒徑分布直方圖(如區(qū)間粒徑占比)、累積分布曲線(D10、D50、D90)、形態(tài)參數(shù)平均值/標準差,可實時查看統(tǒng)計結(jié)果(如D50是否符合預(yù)期)。
五、數(shù)據(jù)導(dǎo)出與儀器收尾(檢測結(jié)束后)
規(guī)范保存數(shù)據(jù),清潔儀器,為下次檢測做準備。
數(shù)據(jù)導(dǎo)出與報告生成
數(shù)據(jù)保存:在軟件中選擇“數(shù)據(jù)導(dǎo)出”,將顆粒參數(shù)原始數(shù)據(jù)(如每個顆粒的粒徑、形態(tài)值)導(dǎo)出為Excel/CSV格式,便于后續(xù)深度分析;將統(tǒng)計圖表(直方圖、分布曲線)導(dǎo)出為圖片格式(JPG/PNG)。
報告生成:使用軟件“報告模板”,自動生成檢測報告,包含樣品信息(名稱、濃度)、校準信息(標準樣品粒徑)、統(tǒng)計結(jié)果(D10/D50/D90、形態(tài)參數(shù)平均值)、原始圖像,可編輯報告內(nèi)容(如添加檢測人員、日期)后保存為PDF格式。
儀器清潔與關(guān)閉
樣品載臺清潔:取出樣品載片/流動池,用無塵布蘸無水乙醇擦拭載臺表面(去除殘留樣品),流動池用清水沖洗干凈(若檢測油性樣品,用丙酮擦拭后沖洗),晾干后收納。
光學(xué)系統(tǒng)維護:用鏡頭紙輕輕擦拭鏡頭表面(避免劃傷),關(guān)閉光源、相機電源,退出分析軟件,關(guān)閉電腦;若長期不用,蓋上儀器防塵罩,避免灰塵進入光學(xué)系統(tǒng)。
