纤维粒子分析一直是一个挑战。在以体积为基础的系统中，如激光衍射、动态光散射和库尔特计数器等效球形直径(ESD)是唯一提供的测量，这显然不适用于光纤(如图1所示的例子)。
由于这一障碍，在分析纤维宽度和长度时，手动显微镜已经成为分类纤维的主要技术。这个过程可以通过使用流动成像显微镜在那里，使用的是计算机算法，而不是人类观察者。FlowCam的概述结果®工业纤维的表征如图2所示。
图1所示。基于体积法的系统如何计算光纤的ESD:一个290 μ m × 11 μ m的光纤被描述为一个直径= 64 μ m的球体。图片来源:横河流体成像技术公司
图2。工业纤维的流凸轮分析截图。图片来源:横河流体成像技术公司
这在直纤维中相对容易实现，但在卷曲纤维中就变得相当有挑战性。在一些应用中，测量纤维的卷曲程度对最终产品的性能是至关重要的。与其VisualSpreadsheet®软件，FlowCam提供高速测量纤维宽度和长度，以及纤维卷曲度和直线度的适当分类。
方法
利用FlowCam，对悬浮在丙酮中的纤维素纤维样品进行分析。大部分成像粒子分析系统使用一种根据费雷特直径测量宽度和长度的技术。雪貂的直径也被称为卡尺直径。它是由粒子轮廓产生的两条切线之间的距离决定的，很像使用卡尺(如图3所示)。
图3。雪貂直径用来计算长度和宽度。图片来源:横河流体成像技术公司
VisualSpreadsheet和FlowCam超越了基础Feret测量的能力，还提供了每个粒子的测地线厚度和测地线长度的量化测量。对于图3所示的同一纤维粒子图像，图4显示了这两种测量的结果(如图2所示，初始运行的粒子#523)。
图4。用VisualSpreadsheet计算的测地线长度和厚度。请注意与图3的区别。图片来源:横河流体成像技术公司
此外，图2中第一次运行的纤维粒子#523的图像显示在图5中，以及由VisualSpreadsheet计算的基于费雷特的计算和基于测地线的计算的精确测量。如图5所示，VisualSpreadsheet包括描述纤维的两个额外计算:纤维卷曲度和纤维直线度。
光纤直线度是通过用测地线长度分离长度比(基于费氏量)来确定的。一根完全直的纤维的直线度值为1，随着纤维的复杂性(即非直线度)的增加，这个值接近于零。
纤维卷曲是通过测地线长度除以长度(基于费氏量)减去一来建立的。一根完全直的纤维将由零值决定，而值越大则表示卷曲度越高。
可以预见，通过对比图5中卷曲粒子与图6中直纤维粒子的测量值，卷曲粒子的“纤维直线度”测量值较低，“纤维卷曲度”测量值较高。应该注意的是，在直粒子中，由两种不同的技术确定的长度和宽度非常接近。
图5。用费雷特法和测地线法测量长度和宽度的弯曲纤维粒子图像。图片来源:横河流体成像技术公司
图6。用费雷特法和测地线法测量长度和宽度的直纤维粒子图像。图片来源:横河流体成像技术公司
结果和结论
在纤维直线度对最终使用纤维材料至关重要的应用中，可以在VisualSpreadsheet中预装过滤器，在运行完成后自动报告整个样品的纤维直线度或纤维卷曲度。亚博网站下载
对于本例中使用的特定材料，如果超过一半的纤维具有0.75以上的纤维直线度，则认为样品合格。从图7的汇总统计中可以看出，该样本仅能通过，包括直线度为>0.75到计数百分比为53.47的纤维。
图7。自动过滤器的结果，纤维直线度的整体纤维数据从图2。图片来源:横河流体成像技术公司
最后，通过双击过滤器，可以通过在VisualSpreadsheet中打开View屏幕来显示符合规范的那些纤维的图像，如图8所示。
图8。纤维的FlowCam分析截图，右图为纤维直线度>0.75的图像。图片来源:横河流体成像技术公司
FlowCam与VisualSpreadsheet是一个开创性的系统，有效分类纤维颗粒与他们的形状。yabo214正如在这个应用程序中所概述的，超过10,000根纤维在仅仅23秒内被自动描述，产生的数据具有比以前认为的更大的统计信心。
这些信息来源于横河流体成像技术公司提供的材料。亚博网站下载
有关此来源的更多信息，请访问横河流体成像技术公司