Kwantificerende evaluatie met automatische meting en analyse van deeltjesvormen

Rondheid

Dit is de meest gebruikte parameter voor het meten van deeltjesvormen. In het algemeen wordt hiermee aangegeven hoe dicht een deeltje in de buurt van een perfecte bol komt. Een voorbeeld van het gebruik ervan is bij de beoordeling van de schurende eigenschappen van schurende deeltjes.
Deze parameter wordt berekend met de onderstaande formule, ervan uitgaande dat S het geprojecteerde oppervlak is en L de omtrek. Een rondheid 1 betekent een perfecte bol. Hoe complexer de vorm, des te kleiner de rondheid (kleiner dan 1).

Hoogte-breedteverhouding en verlenging

De hoogte-breedteverhouding is de verhouding tussen de lengte van twee van de volgende assen: X, Y, en Z. Dit wordt gebruikt om onderscheid te maken tussen deeltjes met verschillende afmetingen langs één as, zoals naald- en eivormige deeltjes, en tussen bolvormige en vierkante deeltjes.
Aangenomen dat a de diameter van de korte as van het deeltje en b de diameter van de lange as is, kan deze verhouding (a/b) worden bepaald. De verlenging die de lengte en de versmalling van het deeltje aangeeft, is 0 wanneer de hoogte-breedteverhouding 1 is, zoals bij cirkels en vierkanten. De verlenging wordt met de volgende formule berekend.

Omhullingsgraad

Deze parameter wordt gebruikt voor het detecteren van samengevoegde deeltjes en voor het evalueren van de oppervlakteruwheid. Soms is voor de evaluatie niet de gedetailleerde vorm van elk deeltje nodig, ook al hebben de werkelijke deeltjes complexe vormen. De omhullingsgraad maakt evaluaties gemakkelijker door de omringende vorm enigszins te vereenvoudigen.

Gebruik voor het berekenen van deze parameter de omhullingsomtrek, die kan worden beschouwd als de lengte van een lang elastiekje dat tijdelijk rond de omtrek van het deeltje wordt gespannen, en ook de omtrek van het deeltje (randcontactoppervlak) wordt genoemd.

Op basis van deze omhullingsomtrek kunnen met de volgende formules de convexiteit en de soliditeit worden berekend.

Hoe gladder de omtrek van het deeltje, hoe dichter de omhullingsgraad en de soliditeit het getal 1 benaderen. Anderzijds zijn de omhullingsgraad en de soliditeit kleiner dan 1 in het geval van samengevoegde primaire deeltjes en deeltjes met ruwe omtrek.

In het volgende deel wordt uitgelegd hoe de meetwaarden kunnen worden verkregen die nodig zijn om deze parameters te berekenen.

Wat is binarisatie?

Dit is een bewerking die een beeld met meerdere tinten omzet in een beeld met twee kleuren. Binnen het gespecificeerde bereik wordt de waarde van elke pixel vergeleken met drempelwaarden om de pixel onder een van de twee categorieën te rangschikken.
Door binarisatie toe te passen op een beeld kan alleen de noodzakelijke informatie uit het vereiste deel worden gehaald, zodat de vorm van de deeltjes gemakkelijker en sneller kan worden gemeten en berekend.

Beeldanalyse tijdens het meten van deeltjesvormen

In dit gedeelte worden de meting en berekening van de soliditeit, een van de parameters voor het meten van deeltjesvormen, gebruikt om beeldanalyse uit te leggen.

Dit eenvoudige schema is een voorbeeld van het vinden van de soliditeit door binarisatie uit te voeren op basis van pixels. De volgende waarde kan worden berekend door 13 pixels in het beeld te definiëren als de oppervlakte van het eigenlijke deeltje en 25 pixels in het beeld als het gebied van de omhullingsomtrek.

Lees verder voor een toepassingsvoorbeeld van onze 4K digitale microscoop, waarmee op een gemakkelijke manier kwantitatieve evaluatie mogelijk is door het vastleggen van duidelijke 4K beelden en door gebruik te maken van intelligente automatische meet- en analysefuncties.

Automatiseren en optimaliseren van het meten en analyseren van deeltjesvormen met een 4K digitale microscoop

De 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks is voorzien van een optisch systeem, een 4K CMOS-beeldsensor en een origineel waarnemingssysteem waarmee een hoge resolutie met een grote scherptediepte mogelijk is. 4K-beelden met hoge resolutie kunnen gemakkelijk worden vastgelegd, zodat valse detectie en verkeerde identificatie worden voorkomen en er nauwkeurig kan worden gemeten en geanalyseerd.
Hoewel het bepalen van de verlichtingscondities veel tijd vergt, kan dit sneller met de multiverlichtingsfunctie, waarmee automatisch met één druk op een knop de gegevens van meerdere beelden onder een omnidirectionele verlichting worden geregistreerd. Selecteer gewoon visueel het beeld dat bij het doel past om snel met de waarneming en analyse te beginnen. Wanneer in dat geval een eerder gemaakt beeld wordt geselecteerd, worden tevens de omstandigheden gereproduceerd waaronder dat beeld is gemaakt, zodat er onder dezelfde omstandigheden kan worden gemeten en geanalyseerd, zelfs voor een ander monster en een andere gebruiker.

De functie voor het automatisch meten/tellen van gebieden kan worden gebruikt voor naadloze automatische meting en analyse van de deeltjes in het geselecteerde gebied in het verkregen beeld. Deze functie telt niet alleen nauwkeurig het aantal deeltjes, maar meet en berekent ook automatisch gedetailleerde waarden op submicrometerniveau zoals rondheid, maximumdiameter, minimumdiameter, convexiteit en soliditeit, alsmede de gemiddelde, standaardafwijking, maximumwaarde, minimumwaarde en het totaal ervan, en geeft deze waarden als een lijst weer.
Toepassingen zijn onder meer de berekening van de hoogte-breedteverhouding van de verhouding tussen de maximumdiameter en de minimumdiameter en het met behulp van beelden met hoog contrast uiterst nauwkeurig bepalen van de soliditeit van elk deeltje.