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圖像粒度儀使用過程中遮光度對測試結(jié)果的影響
閱讀：3367發(fā)布時(shí)間：2019-4-26
圖像粒度儀的基本原理是：光學(xué)顯微鏡首先將待測的微小顆粒放大，并成像在CCD攝像機(jī)的光敏面上；攝像機(jī)將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖片信息，然后傳輸并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)里。計(jì)算機(jī)對接收到的數(shù)字化了的顯微圖像信息進(jìn)行二值化處理，識(shí)別顆粒的輪廓。然后按照一定的等效模式，計(jì)算各個(gè)顆粒的粒徑、圓度等物理參數(shù)。一般而言，一幅圖像（即圖像儀的一個(gè)視場）包含幾個(gè)到上百個(gè)不等的顆粒。圖像粒度儀能自動(dòng)計(jì)算視場內(nèi)所有的顆粒的粒徑，并統(tǒng)計(jì)，形成粒度報(bào)告、圓度報(bào)告等。當(dāng)已經(jīng)測到的顆粒數(shù)不夠多時(shí)，可以通過調(diào)整顯微鏡的載物臺(tái)，換到下一個(gè)視場，繼續(xù)測試并累計(jì)。
圖像粒度儀主要的核心技術(shù)之一是顆粒圖像的二值化處理。數(shù)字?jǐn)z像機(jī)拍攝的顆粒圖像是由不同灰度的像素點(diǎn)陣構(gòu)成的。為獲得真實(shí)的顆粒輪廓圖像，需要對圖像進(jìn)行二值化處理。將原始圖像轉(zhuǎn)化為顆粒輪廓邊緣閉合且不改變大小的黑白圖像。圖像粒度儀的二值化處理就是將圖像上的點(diǎn)的灰度置為0或255，也就是將整個(gè)圖像呈現(xiàn)出明顯的黑白效果。即將256個(gè)亮度等級(jí)的灰度圖像通過適當(dāng)?shù)拈撝颠x取而獲得仍然可以反映圖像整體和局部特征的二值化圖像。在數(shù)字圖像處理中，二值圖像占有非常重要的地位，特別是在實(shí)用的圖像處理中，以二值圖像處理實(shí)現(xiàn)而構(gòu)成的系統(tǒng)是很多的，要進(jìn)行二值圖像的處理與分析，首先要把灰度圖像二值化，得到二值化圖像，這樣子有利于在對圖像做進(jìn)一步處理時(shí)，圖像的集合性質(zhì)只與像素值為0或255的點(diǎn)的位置有關(guān)，不再涉及像素的多級(jí)值，使處理變得簡單，而且數(shù)據(jù)的處理和壓縮量小。為了得到理想的二值圖像，一般采用封閉、連通的邊界定義不交疊的區(qū)域。所有灰度大于或等于閾值的像素被判定為屬于特定物體，其灰度值為255表示，否則這些像素點(diǎn)被排除在物體區(qū)域以外，灰度值為0，表示背景或者例外的物體區(qū)域。如果某特定物體在內(nèi)部有均勻一致的灰度值，并且其處在一個(gè)具有其他等級(jí)灰度值的均勻背景下，使用閾值法就可以得到比較的分割效果。如果物體同背景的差別表現(xiàn)不在灰度值上（比如紋理不同），可以將這個(gè)差別特征轉(zhuǎn)換為灰度的差別，然后利用閾值選取技術(shù)來分割該圖像。動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)閾值實(shí)現(xiàn)圖像的二值化可動(dòng)態(tài)觀察其分割圖像的具體結(jié)果。
圖像粒度儀的測量原理要求在測試過程中，樣品的濃度以樣品中顆粒之間相互不發(fā)生二次散射為原則，理論上就是要求懸浮液或者空氣中顆粒之間的距離為顆粒直徑的3倍,但是這個(gè)要求非常難以掌握，因此在實(shí)際的粒度測試中，通過調(diào)整遮光比的數(shù)值來盡量顆粒之間不發(fā)生二次散射。遮光比不宜過大(超過50%)或者過小(低于5%)，遮光比過大時(shí)，顆粒的濃度過高，容易發(fā)生二次散射，測量結(jié)果誤差增大;遮光比過低，樣品中顆粒的濃度太低，顆粒數(shù)太少，測試結(jié)果的代表性很差，甚至可能導(dǎo)致測試結(jié)果是無效的，因此在測試過程中，對遮光比的選取要通過反復(fù)試驗(yàn)，以得到正確的測量結(jié)果。
一般來說，對于比較粗的樣品，遮光比可以選擇的比較高，如20~30%，正常情況可以為10~25%;對于超細(xì)的樣品，可以適當(dāng)降低樣品的遮光比，但一般不要超過40%，這些都是實(shí)驗(yàn)得到的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，但還需通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，找到對應(yīng)樣品測試時(shí)遮光比的數(shù)值。
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