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動(dòng)態(tài)微納顆粒圖像分析儀的研制

 任中京 董事長(zhǎng)

濟(jì)南微納顆粒儀器股份有限公司

一、問(wèn)題的提出

微納顆粒圖像分析技術(shù)是一種不僅可以檢測(cè)微納顆粒大小也可以檢測(cè)微納顆粒形狀對(duì)唯一方法, 但是由于此種技術(shù)有幾個(gè)致命的缺點(diǎn)限制了它的進(jìn)一步發(fā)展:

1.微納顆粒處于靜態(tài), 非球形微納顆粒的取向會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果造成偏離；

2.樣品制備困難。微納顆粒在載玻片上很難得到充分的分散, 由于微納顆粒粘連使得微納顆粒分析的準(zhǔn)確性大受影響； 

3. 由于顯微鏡的視場(chǎng)有限, 被測(cè)得微納顆粒數(shù)目受到很大限制, 因此取樣的代表性差, 重復(fù)性不好。

目前檢測(cè)微納顆粒大小和微納顆粒形態(tài)的方法有多種,激光粒度分析儀、沉降粒度儀、電阻法粒度亦、微納顆粒圖像分析技術(shù)是最常用的技術(shù)。激光粒度分析儀、沉降粒度儀、電阻法粒度儀, 只能檢測(cè)微納顆粒大小, 不能檢測(cè)微納顆粒形狀；

微納顆粒是組成材料的基濟(jì)南微納微納顆粒激光粒度儀單元, 影響材料的性能的不僅是微納顆粒的化學(xué)組成, 微納顆粒的大小與微納顆粒的形態(tài)對(duì)材料的性能影響巨大, 因此微納顆粒粒度與形態(tài)的檢測(cè)越來(lái)越受到各行業(yè)的重視。

國(guó)際上荷蘭安米德公司、德國(guó)新帕泰克公司、德國(guó)萊馳公司均推出了同時(shí)測(cè)定微納顆粒粒與形狀的圖像分析儀。國(guó)內(nèi)尚無(wú)此種產(chǎn)品, 濟(jì)南微納公司通過(guò)3年的攻關(guān)研制的winner100 微納顆粒圖像分析儀填補(bǔ)了此項(xiàng)空白。

由于以上問(wèn)題, 微納顆粒測(cè)試中急需一種性能更加優(yōu)越的測(cè)試裝置, 能夠獲得微納顆粒的準(zhǔn)確圖像, 操作簡(jiǎn)便, 滿足微納顆粒形狀和微納顆粒粒度分析的更高要求。

二、動(dòng)態(tài)微納顆粒測(cè)試的方法與技術(shù)特征

Winner100突破了傳統(tǒng)的微納顆粒圖像儀的工作模式, 采用超聲樣品分散系統(tǒng)分散微納顆粒, 高速攝像頭對(duì)動(dòng)態(tài)微納顆粒圖像進(jìn)行采集, 1微秒可以采集一幅微納顆粒圖像, 用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行分析處理, 達(dá)到對(duì)微納顆粒粒度與形態(tài)進(jìn)行三維同時(shí)測(cè)試的目的。其主要技術(shù)特征有：

1. winner100動(dòng)態(tài)圖像分析專用軟件具有強(qiáng)大的圖像處理功能；

2.動(dòng)態(tài)測(cè)試使微納顆粒采樣數(shù)量無(wú)限增加, 統(tǒng)計(jì)結(jié)果真實(shí)可靠, 代表性好、重

復(fù)性高；

3.采用功能強(qiáng)大的動(dòng)態(tài)微納顆粒圖像分析軟件, 具有高速采樣、自動(dòng)微納顆粒圖像處理, 實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前圖像、實(shí)時(shí)分析粒度分布、連續(xù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果, 處理策略自行編程, 多種粒徑定義選擇, 粒度統(tǒng)計(jì)、形狀分析等多種功能。打印報(bào)告允許自行編輯。

4.動(dòng)態(tài)測(cè)試使微納顆粒不同側(cè)面得到采樣, 實(shí)現(xiàn)了三維測(cè)試, 徹底消除了二維

測(cè)試的微納顆粒取向誤差；粒度測(cè)試結(jié)果可以與激光粒度分析儀比美。

5.徹底改變了手工制樣操作繁瑣的局面, 樣品制備操作非常簡(jiǎn)單, 分散效果好；6.支持多種粒徑選擇和多種粒度分布, 具有多種圖像處理功能及其集成處理, 支持圖像采集間隔設(shè)定與實(shí)時(shí)顯示微納顆粒形貌與當(dāng)時(shí)粒度分布和累計(jì)粒度分布, 記錄并顯示粒度波動(dòng)圖, 可以輸出多種分析圖表, 高性能的軟件使使用者的微納顆粒分析工作變得十分輕松方便。

7.濟(jì)南微納微納顆粒激光粒度儀成果不僅可用于實(shí)驗(yàn)室微納顆粒分析, 也適用于微納顆粒在線粒度與粒形監(jiān)測(cè)。

對(duì)杜會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)進(jìn)步的意義

濟(jì)南微納微納顆粒激光粒度儀項(xiàng)成果克服了靜態(tài)微納顆粒圖像儀的缺陷,可以廣泛應(yīng)用于建材、化工、石油、金屬與非金屬、環(huán)保、輕工、國(guó)防等眾多領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)室和在線微納顆粒粒度與形狀分析。無(wú)疑, 對(duì)于提高我國(guó)各行業(yè)微納顆粒測(cè)試水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的實(shí)用價(jià)值。

 提供了一種對(duì)運(yùn)動(dòng)微納顆粒同時(shí)進(jìn)行粒度與形狀分析的先進(jìn)手段, 具有操作簡(jiǎn)單, 測(cè)試范圍廣, 代表性好, 準(zhǔn)確可靠, 直觀可視, 適用于1-6000微米的各種固體微納顆粒。濟(jì)南微納微納顆粒激光粒度儀項(xiàng)目突破了顯微靜態(tài)圖像分析的局限, 在國(guó)內(nèi)率先提出動(dòng)態(tài)微納顆粒圖像分析的概念； 由于微納顆粒運(yùn)動(dòng)中測(cè)試, 克服了二維微納顆粒圖像分析的弊病, 大大提高了采樣代表性, 消除了微納顆粒取向誤差, 使微納顆粒粘連問(wèn)題徹底解決。

微納顆粒形狀分析在此以前多半停留在實(shí)驗(yàn)室, 沒(méi)有進(jìn)入實(shí)用化,原因是缺少簡(jiǎn)便的測(cè)試手段。Winner100研制成功有可能會(huì)使微納顆粒形狀分析進(jìn)入實(shí)用階段, 因而對(duì)材料科學(xué)特別是微納顆粒材料的發(fā)展提供了一種先進(jìn)實(shí)用的儀器。

微納顆粒測(cè)試的基礎(chǔ)是微納顆粒的表征, 濟(jì)南微納微納顆粒激光粒度儀項(xiàng)成果提供了一種微納顆粒動(dòng)態(tài)測(cè)試的實(shí)用手段, 因此微納顆粒的三維表征問(wèn)題就提到了議事日程上來(lái), 微納顆粒的三維表征對(duì)微納顆粒學(xué)的進(jìn)步與發(fā)展具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

ISO/DIS13322-2Particle size analysis-Image analysis methods-Part 2:Dynamic image analysis methods

濟(jì)南微納微納顆粒激光粒度儀文論證了研制動(dòng)態(tài)微納顆粒圖像分析儀的必要性與背景, 介紹了winner100實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)微納顆粒測(cè)試的方法以及技術(shù)特征。評(píng)價(jià)了動(dòng)態(tài)微納顆粒圖像分析儀的實(shí)用價(jià)值與科學(xué)意義。

關(guān)鍵詞：微納動(dòng)態(tài)微納顆粒, 微納微納顆粒圖像分析, 微納微納顆粒粒度與形狀,三維