粒子跟踪揭示真实的形态
2022年10月11日
“我们所看到的一切都是一种观点,而不是事实”。这句话被认为是罗马皇帝马可·奥勒留说的,尽管他可能另有想法,但这在一定程度上描述了一种可能发生在颗粒大小和形状测量上的效应。动态图像分析现在是一种已被建立和验证的大块固体表征方法,该技术的用户受益于较短的分析时间和较高的样品通量,因为该方法可以在几分钟内检测和测量数十万甚至数百万个颗粒。然而,这些图像是快照,以许多可能的视角之一显示每个粒子,因此第三维仍然是隐藏的。对于不规则形状的颗粒和许多自然产物(如沙子、碎石、磨料或糖)的尺寸测量来说,这种方法足够有效,但当某种预定义几何形状的材料需要尽可能精确地测量其实际宽度、厚度、长度和形状时,这种方法就会达到极限。
的CAMSIZER 3 d为粒子分析提供了新的视角,最终揭示了样品的形态真相!
工作原理:
CAMSIZER 3D在一个完全重新设计的测量系统中结合了动态图像分析(ISO 13322-2)的所有优点。
该仪器利用振动输送机、LED频闪灯背光和强大的高速和高分辨率摄像机来进行测量。
当粒子进入感应区时,它们在下落时执行完全随机的翻滚运动。
在测量过程中,粒子流通过一个超亮LED区域光源;由此产生的阴影投影由摄像系统记录下来。
得益于大视场和长落差距离,每个粒子可被分析多达30次,显示不同的视角,使实际的三维粒子形态可用于分析。
这将创建同一粒子的单个图像的轨迹,显示不同的投影。这条轨迹的评估提供了每个物体的真实宽度、厚度和长度。这也增加了图像分析过程中通常确定的所有形状参数的信息值,如长宽比、圆度、凸度、紧凑度、对称性等。
挤出物长度测量:
像许多塑料颗粒或催化剂载体棒这样的挤出物有一个由挤出机设计给出的确定的基底面积和一个可变的长度,这取决于挤出的速度和刀具的设置。精确的长度测量是一个重要的质量标志,可以得出有关挤出机性能的结论。利用创新的三维分析方法,测量三维轨迹的每个粒子投影的长度,但只使用这些数字中最大的一个来计算长度分布。因此,每个粒子的正确长度被确定,结果与卡尺测量完全一致。请注意,用2d方法测量的长度,只对每个粒子随机拍摄一张图像,显然“太短了”。
圆柱挤出物的二维和三维分析结果。长度分布显示2D结果“太短”:由于随机方向,粒子图像不能显示正确的长度(左图)。因此,在3D测量中,长宽比相对稳定在0.4,而在2D测量中,它转向更高的值(右图)。
发现缺陷对象和改进的形状分析:
3D方法还可以可靠地检测出偏离所需形状的缺陷粒子:为了在球形材料样本中找到破碎或融合的粒子,对每个粒子进行随机查看也是不够的,因为缺陷粒子可能会意外地显示出圆形投影,从而看起来像一个完美的物体。
颗粒大小和形状是影响肥料质量的重要参数。在造粒过程中,颗粒将形成接近圆形的颗粒。一个非最优过程将首先通过颗粒形状的变化来识别,因为颗粒将是椭球形而不是球形。请注意,直径将保持不变,它不会在标准筛分析中报告。通过测量圆度和纵横比,CAMSIZER 3D将检测到颗粒形状的最小变化。请注意,3D轨道中的一些非圆形颗粒显示圆形投影。在2D分析中,这些会被误认为是“好产品”。然而,来自3D轨道的附加图像揭示了这些粒子的真实性质。一个真正的圆球将在轨道的每个图像上显示高圆度或纵横比。
结论:CAMSIZER传统扩展了专利3D技术
CAMSIZER这个名字一直是精确可靠的测量技术的代名词。当然,CAMSIZER 3D还提供了成熟的双摄像头技术,还可以精确分析细颗粒,极宽的测量范围以及与筛析结果的良好兼容性。两个高分辨率和高速摄像头保证了在整个测量范围内准确的尺寸和形状分析。与传统的2D方法相比,独特的专利3D技术可以实现更有意义的尺寸结果,开辟了以前动态图像分析无法实现的应用。