What is the Krumbien / Sloss Chart?
著名的地质学家威廉·克里斯蒂安·克鲁姆贝因(William Christian Krumbein,1902 - 1979年)众所周知,可以在地质学中追逐创新方法,从而充分利用数学。国际数学地质协会(IAMG)奖的Krumbein奖章以他的名字命名。该奖项于1976年首次在悉尼举行,在第25届国际地质大会上引入。
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Krumbien还以其“ Krumbein量表”而闻名,这是一种测量粒子圆度或球体性的方法。yabo214Krumbien和L. Sloss于1963年在地层和沉积中发表了这一规模。从那时起,这变得越来越被称为Krumbien和Sloss图表。
该图由两个轴组成。球形在X轴上的Y轴和圆度。该图包含一系列具有各种尺寸和形状的粒子图像。从几篇文章的研究中,看来该图表上的球体被定义为最大的刻有和yabo214最小的限制球之间的直径比。圆度被定义为与最大球的半径相关的表面特征的平均曲率半径,可以归因于粒子。
While using this chart practically, the roundness and sphericity of particles being analyzed are visually compared against the chart and are allocated a value based on this visual estimation. W. C. Krumbein and L. L. Sloss, Stratigraphy and Sedimentation, San Francisco, W. H. Freeman, 1963.
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PotentialD来自visualC守护体
1963年,Kroumbien和Sloss图表是一个突破。它成为基于形状部分量化土壤和沉积物的方法。当参考特定样本时,科学家可以根据显微镜观察时根据估计的球形和圆度值来限定样本。这是一个中等根本的发展。
但是,该方法确实提出了可能的问题。例如,此方法将具有的用户偏差。一个将颗粒与K&S图表进行比较的人可能与另一yabo214个操作员有所不同。根据使用显微镜的要求,事实是,无法分析颗粒的事实,因此,估计的少数粒子的统计重要性可能不是总体人口的令人满意的反射。yabo214另外,粒子的视觉估计都从二维角度进行。yabo214
当时,样本的资格是出色的进步,但是随着技术的发展,将有新的方法来改进此视觉估计。
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新的自动化方法
自从引入Krumbien和Sloss图表以来,已经开发和商业化了各种创新的新技术。直到最近几十年才设计了更多的自动化形状测量系统。大量的自动化方法已使分析更具代表性的样本,使用一致和计算机化的测量技术以及三维查看粒子的能力减少了偏差。yabo214
动态图像分析is a way to analyze the size and shape of moving particles. These instruments can make measurements of tens of thousands of particles in seconds ensuring a representative measurement is taken of the sample. Additionally, this automated method gets rid of user bias and, in a lot of instances, allows a random orientation that enables a three-dimensional analysis of all the particles measured.
Although such automated equipment exists, there is not a lot of published information that helps the transfer of an existing method to an increasingly automated one. To rectify this, below is an attempt to take the Krumbien and Sloss Chart and transfer the methodology to Dynamic Image Analysis.
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基于Krumbein和Sloss比较图表的圆度和球形性图,如下所示,很难理解“圆度”是什么与“球形性”之间的区别。圆度似乎可以推断出二维图像,以及它离圆的近距离。球体似乎是从扁平粒子开始的参考,从二维到椭圆形或圆形粒子。
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为了与动态图像分析进行最佳比较,如下所示,已经分配了Krumbein和Sloss图中的单个图像,并且必须记录可以将视觉观测值传递到动态图像分析中。
通过将较大的颗粒视为“圆度”的增长,或者例如图像#16到#20,进行视觉观察,粒子变得更加顺畅,但是它们yabo214的纵横比仍然可以比较。此外,随着粒子在“球形性”中的增加,yabo214例如,随着图像#1到#16的变化,这些颗粒似乎在圆形上生长,其长宽比似乎接近1:1的比例。
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对Krumbein和Sloss图进行了高分辨率扫描,并通过使用动态图像分析系统的软件进行处理,粒子洞察力。在下文中,可以看到扫描的图像和FERET纵横比形状度量的应用。
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由于对Krumbein和Sloss图表的视觉观察似乎是循环,平滑度和纵横比的选择,因此,通过使用粒子洞察软件为每个度量,分析了单个Krumbein和Sloss颗粒,并将其放入表中。yabo214
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X轴等效性
不能假设,随着X轴上的“圆度”因子增加,它与粒子洞察“循环”形状度量的增加相同。可以看出,有一些从左向右移动(增加“圆度”)的粒子的循环性有所下降yabo214。
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y轴等效
也不能假定,随着Y轴上的“球形”因子增加,这将等同于粒子洞察“平滑度”形状度量的增加。还可以看到的是,有一些粒子在从上到下(增加“球形”)的平滑度值有所下降。yabo214
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y轴等效
与Krumbein和Sloss比较图表“球形”(Y轴)的等效度量将是长宽比,如下所示。
因此,Y轴粒子的见解将能够自动化和代替球形度量,而X轴将能够结合圆形和光滑度。
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K&S转换为动态图像分析的实例
To apply this conversion practically, we illustrate here a Bauxite Frac Sand sample classified and on sale to the public as a #20/40 product. This classification is indicative of the expectation that the particle size is to be between a 20 mesh sieve and a 40 mesh sieve. This is the same as 850 and 425 microns in equivalent circular diameter in size.
至关重要的是,要考虑一般筛子的分类是通过堆叠筛子进行的,并且一旦隔离完成,每个筛子中的重量将使用以确定每个尺寸类别中的人口百分比是多少。也至关重要的是要意识到此过程还假设粒子是球形的。yabo214但是,正如将要证明的那样,并非每个粒子都是球形的。
The particles under analysis here are described as a synthetic bauxite-based proppant with medium mechanical strength which would suit fracturing gas and oil wells that involve contained high pressures of up to 10,000 psi.
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Sieve Correlation for Size
许多应用程序基于筛分方法找到结果是必要的。下面,我们报告了基于尺寸的冰冻砂样品的大小,而假设粒子是圆形的(等效的圆形面积直径),而且与筛分分析相关。yabo214
Possessing an automated method such as Dynamic Image Analysis to grant further details on a variety of shape measurements, including size and correlation to sieve results, allows the end-user to move on from older methods (sieving) to the more automated methods.
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Sieve Correlation for Size
以下是成千上万的分析粒子中的一些。yabo214从所示的尺寸中可以看出,很多相对较圆,但有些不是。一些人的宽高比也更大。
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Correlation for Shape
什么时候动态图像分析被应用于Krumbein张图,该图表能够获得更精确的尺寸衡量圆形和大小的能力,而且还可以达到平滑度。考虑到这一点,可以选择在Krumbien和Sloss图yabo214中确定的列表为#12至20的粒子。通过使用分析的等效物,可以通过使用粒子洞察软件限制来获得这些选择粒子的值。yabo214
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Correlation for Shape
Following the analysis of the Krumbien and Sloss Chart with the Particle Insight, the shape limits for the desired shapes are entered into the filter criteria to analyze the sample results based on the wished-for limits. From this, the particle listings, thumbnail images and histogram data can be analyzed for each particle that fits the criteria.
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