1. 的光路設(shè)計,成像大小同物距無關(guān)
在進行顆粒的粒度檢測的時候,顆粒在測試區(qū)域內(nèi)距離鏡頭總會有前后之分,常規(guī)的攝像光路系統(tǒng)下,測試的結(jié)果往往會受“景深"的影響。對此,德國新帕泰克公司(Sympatec GmbH)采用了的光路設(shè)計,即在采用小光圈的情況下得到高對比度的清晰圖像??讖焦怅@僅阻擋散亂光線,對被照射顆粒的背景光的強弱沒有任何影響,而且成像大小同物距無關(guān),同一個顆粒在測試區(qū)域的任何部位都能夠得到相同大小的圖像。
2. 的脈沖光源,同的分散系統(tǒng)相結(jié)合得到清晰的單個顆粒的圖像
移動的顆粒在常規(guī)的光源下進行攝像,不可避免的會產(chǎn)生“運動虛影"(即照相時由于物體的運動導(dǎo)致拍攝到的圖像的發(fā)虛現(xiàn)象),經(jīng)過試驗,得到運動虛影同光源的曝光時間τ的關(guān)系如下:
在德國新帕泰克公司的 QICPIC粒度粒形分析儀中,的脈沖光源產(chǎn)生穩(wěn)定可見的高頻脈沖光,曝光時間τ≈1ns(即脈沖頻率約為 109 次/秒),即使是運動速度高達 100m/s 的顆粒,也能夠得到清晰的圖像,不會發(fā)虛。
德國新帕泰克的 QICPIC 粒度粒形分析儀還采用了數(shù)碼成像領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)的 CMOS 高速攝像系統(tǒng),每秒內(nèi)拍攝高達 500 幅圖像,像素為 2048 × 2048(4.2MP)。
放大倍率不同的光學(xué)鏡頭(如 2:1, 1:1, 1:3, 1:10等)安裝在轉(zhuǎn)盤上,根據(jù)被檢測樣品顆粒的大小選擇配置合適的鏡頭,在使用的時候,只需在電腦上所選定的鏡頭,系統(tǒng)就會自動進行選擇,同時,系統(tǒng)中的光束擴束器會根據(jù)不同的放大倍率自動調(diào)整輸出光的強弱和光束直徑的大小,測試過程中不會過度曝光或者曝光不足。
3. 良好的分散系統(tǒng):檢測得到的是單個顆粒的粒度和粒形結(jié)果
對任何一個樣品的粒度或粒形檢測,分散好壞的得到檢測結(jié)果好壞的關(guān)鍵:
新帕泰克公司在激光粒度儀系統(tǒng)中發(fā)展成熟的不同的分散系統(tǒng),根據(jù)新帕泰克公司“干樣干測、濕樣濕測"的檢測理念,根據(jù)樣品的原始存在狀態(tài),以樣品的原始狀態(tài)下的粒度和粒形結(jié)果,選擇不同的分散系統(tǒng),得到的粒度粒形檢測設(shè)備!
4. 技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和工作站,實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的實時傳輸和處理
a. 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng):
數(shù)據(jù)傳輸過程中電腦接口傳輸速率低,是導(dǎo)致分析速度慢的另外一個原因,因為現(xiàn)有的常規(guī)數(shù)據(jù)線的理論傳輸速率為 128MByte/s,而實際傳輸速率僅為 60MByte/s。在采用圖像儀測試的過程中,高速攝像系統(tǒng)得到 500 Mbytes/s 的實時數(shù)據(jù),如果采用常規(guī)的數(shù)據(jù)線,根本無法實現(xiàn)實時傳輸并通過軟件進行及時的處理。德國新帕泰克公司為了突破這個瓶頸,經(jīng)過的實驗研究,采用了傳輸速率為 N*6.25GByte/s ,所有得到的數(shù)據(jù)的實時有效傳輸,不丟失任何一個信息。
b.?dāng)?shù)據(jù)處理系統(tǒng):
采用電腦技術(shù)的雙核處理工作站,可以及時完成對圖像數(shù)據(jù)的分析和處理!
每次得到的顆粒的圖像信息數(shù)據(jù),會自動儲存在專門的數(shù)據(jù)庫中??蛻粼谛枰私忸w粒的相關(guān)參數(shù)的時候,可以通過新帕泰克公司開發(fā)的專門的數(shù)據(jù)處理軟件 WINDOX,根據(jù)需要可選擇不同的顆粒粒徑表示方法,如等效投影圓面積徑(EQPC)、大 Feret 徑、小 Feret 徑、平均 Feret徑、90°大 Feret 徑、90°小 Feret徑、小外接矩形長徑,小外接矩形寬徑、弦長(垂直、水平、大、小) 、纖維的長度、卷曲系數(shù)等。選定之后,由軟件進行自動處理和計算,得到粒徑下的粒度大小和粒度分布,同時還可以得到單個顆粒的長寬比以及球形度等數(shù)值。
所以,在采用了以上多個技術(shù)的QICPIC 粒度粒形分析儀中,同樣檢測1,000,000 個顆粒,由于采用了的分散系統(tǒng),在實際拍攝中,每張圖片上至少可以得到20 個顆粒的清晰圖像,采用每秒鐘能拍攝500 幅圖像的高速攝像系統(tǒng)CMOS 加上傳輸速率為N*6.25GBGByte/s的設(shè)計,及時傳輸給擁有雙核處理技術(shù)的工作站,對每個樣品從顆粒進入測試區(qū)域到檢測結(jié)果的輸出僅需要100 秒(1.7 分鐘)— 實用性大大增強。