Analýza obrazu

Při charakterizaci reálných částic je stále důležitější, kromě informaci o velikosti, také informace o tvaru částic, které jsou testovány. Pro tyto případy je určena analýza obrazu.

1. Analýza obrazu je založena na statistice. Minimální počet částic je určen maximální odchylkou rozkladu Q0(x) jako nmin > 1 / E2max. Požadovaný počet částic, při zajištění maximální standardní 1% odchylky je 10 000. Často je požadován objemový rozklad Q3(x) v souladu s požadavky ISO 14488 (2003) minimální počet částic objemového rozkladu, většinou požadovaný počet více než 1 000 000 částic, aby bylo dosaženo maximální chyby menší než 1%.
2. Částice musí být od sebe odděleny. V opačném případě by měl být použit zdlouhavý algoritmus pro separaci částic při aplikaci programu. Tento postup omezuje počet částic v obrazu a dlouhou dobu výpočtu.
3. Doba měření musí být v přiměřených mezích: 1 000 000 částic s 10 částicemi v každém obrazu vyžaduje 100 000 rámečků. S 25 rámečky za sekundu získáváme čas měření řádku asi 4 000 sekund, tj. více než jednu hodinu!
4. Pro přesné vymezení okrajů částic, musí být částice zobrazeny s co největším
   kontrastem.
5. Částice musí být orientovány náhodným způsobem. V opačném případě rozklad velikosti může být nesprávný, jako např. kapky mohou být vždy prezentovány jako koule.

Sympatec nabízí QICPIC a PICTOS

Zařízení kombinuje vyzkoušené systémy disperze s dynamickou analýzou obrazu s velkými možnostmi (DIA). Dobře rozložený proud částic prochází přes povrch obrazu. Díky disperzi jsou částice od sebe navzájem odděleny, přičemž je zabráněno jejich aglomeraci. Můžeme analyzovat velké množství částic v jediném obraze.

Vzhledem k urychlení částic v průběhu disperze by měla být věnována pozornost možnosti rozmazání obrazu. Nelze použít na trhu běžně dostupné typy blesků s typickou dobou expozice 100 μs, když rozmazání obrazu při rychlosti částic 100 m/s dosahuje 10 mm. Sympatec vyvinul světelný zdroj s expozičním časem kratším než 1 ns, a dosáhl tímto při stejné rychlosti částic rozostření jen 100 nm. To je nižší než hodnota než nejmenší velikost pixelu 1 μm a není registrovatelný kamerou.

Kamera a zdroj světla může pracovat s rychlostí v rozsahu od 0 do 500 snímků za sekundu a poskytuje velký počet četností částic v krátkém čase. Ze 100 částicemi v jednom snímku a 500 snímků za sekundu, můžeme analyzovat 1 000 000 částic za 20 sekund.

Z důvodu určení přesného vyznačení okraje částic je jejich proud zobrazen pomocí speciálního objektivu, která převádí do kamery pouze světelné paprsky rovnoběžné s optickou osou. V kombinaci  s rovnoměrným osvětlením jsou i částice s vysokou průhledností vnímány jako „černé“ do doby kdy se jejich součinitel lomu liší od okolního média a tudíž jejich světlo je odlišné. Různé objektivy instalované v revolverovém systému umožňují vybrat správný rozsah měření pomocí naprogramování.

Používáme vysokorychlostní CMOS kameru s matricí 1024×1024 pixelů. V kombinaci s nejvyšší kvalitou zpracování signálu a přenosem o rychlosti 1,25 Gbit mohou být všechna data obrazu zpracována a uložena v počítači v reálném čase rychlostí až 500 snímků za sekundu.