1. 的光路設計,成像大小同物距無(wú)關(guān)
在進(jìn)行顆粒的粒度檢測的時(shí)候,顆粒在測試區域內距離鏡頭總會(huì )有前后之分,常規的攝像光路系統下,測試的結果往往會(huì )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(xiàn),對被照射顆粒的背景光的強弱沒(méi)有任何影響,而且成像大小同物距無(wú)關(guān),同一個(gè)顆粒在測試區域的任何部位都能夠得到相同大小的圖像。
2. 的脈沖光源,同的分散系統相結合得到清晰的單個(gè)顆粒的圖像
移動(dòng)的顆粒在常規的光源下進(jìn)行攝像,不可避免的會(huì )產(chǎn)生“運動(dòng)虛影"(即照相時(shí)由于物體的運動(dòng)導致拍攝到的圖像的發(fā)虛現象),經(jīng)過(guò)試驗,得到運動(dòng)虛影同光源的曝光時(shí)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)生穩定可見(jiàn)的高頻脈沖光,曝光時(shí)間τ≈1ns(即脈沖頻率約為 109 次/秒),即使是運動(dòng)速度高達 100m/s 的顆粒,也能夠得到清晰的圖像,不會(huì )發(fā)虛。
德國新帕泰克的 QICPIC 粒度粒形分析儀還采用了數碼成像領(lǐng)域內技術(shù)的 CMOS 高速攝像系統,每秒內拍攝高達 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)安裝在轉盤(pán)上,根據被檢測樣品顆粒的大小選擇配置合適的鏡頭,在使用的時(shí)候,只需在電腦上所選定的鏡頭,系統就會(huì )自動(dòng)進(jìn)行選擇,同時(shí),系統中的光束擴束器會(huì )根據不同的放大倍率自動(dòng)調整輸出光的強弱和光束直徑的大小,測試過(guò)程中不會(huì )過(guò)度曝光或者曝光不足。
3. 良好的分散系統:檢測得到的是單個(gè)顆粒的粒度和粒形結果
對任何一個(gè)樣品的粒度或粒形檢測,分散好壞的得到檢測結果好壞的關(guān)鍵:
新帕泰克公司在激光粒度儀系統中發(fā)展成熟的不同的分散系統,根據新帕泰克公司“干樣干測、濕樣濕測"的檢測理念,根據樣品的原始存在狀態(tài),以樣品的原始狀態(tài)下的粒度和粒形結果,選擇不同的分散系統,得到的粒度粒形檢測設備!
4. 技術(shù)的數據傳輸系統和工作站,實(shí)現對數據的實(shí)時(shí)傳輸和處理
a. 數據傳輸系統:
數據傳輸過(guò)程中電腦接口傳輸速率低,是導致分析速度慢的另外一個(gè)原因,因為現有的常規數據線(xiàn)的理論傳輸速率為 128MByte/s,而實(shí)際傳輸速率僅為 60MByte/s。在采用圖像儀測試的過(guò)程中,高速攝像系統得到 500 Mbytes/s 的實(shí)時(shí)數據,如果采用常規的數據線(xiàn),根本無(wú)法實(shí)現實(shí)時(shí)傳輸并通過(guò)軟件進(jìn)行及時(shí)的處理。德國新帕泰克公司為了突破這個(gè)瓶頸,經(jīng)過(guò)的實(shí)驗研究,采用了傳輸速率為 N*6.25GByte/s ,所有得到的數據的實(shí)時(shí)有效傳輸,不丟失任何一個(gè)信息。
b.數據處理系統:
采用電腦技術(shù)的雙核處理工作站,可以及時(shí)完成對圖像數據的分析和處理!
每次得到的顆粒的圖像信息數據,會(huì )自動(dòng)儲存在專(zhuān)門(mén)的數據庫中??蛻?hù)在需要了解顆粒的相關(guān)參數的時(shí)候,可以通過(guò)新帕泰克公司開(kāi)發(fā)的專(zhuān)門(mén)的數據處理軟件 WINDOX,根據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(cháng)徑,小外接矩形寬徑、弦長(cháng)(垂直、水平、大、小) 、纖維的長(cháng)度、卷曲系數等。選定之后,由軟件進(jìn)行自動(dòng)處理和計算,得到粒徑下的粒度大小和粒度分布,同時(shí)還可以得到單個(gè)顆粒的長(cháng)寬比以及球形度等數值。
所以,在采用了以上多個(gè)技術(shù)的QICPIC 粒度粒形分析儀中,同樣檢測1,000,000 個(gè)顆粒,由于采用了的分散系統,在實(shí)際拍攝中,每張圖片上至少可以得到20 個(gè)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CMOS 加上傳輸速率為N*6.25GBGByte/s的設計,及時(shí)傳輸給擁有雙核處理技術(shù)的工作站,對每個(gè)樣品從顆粒進(jìn)入測試區域到檢測結果的輸出僅需要100 秒(1.7 分鐘)— 實(shí)用性大大增強。