图像分析技术的量化粒子大小和形状

图像分析技术对粒子大小和形状的量化信息已经存在了许多年。数字图像分析的到来之前简单的措施,例如Feret和马丁的孔径直径被用来分类粒度,这些措施和简单的比率可以用来描述颗粒形状。

图1所示。方差的例子可能简单的测径器,如在Feret水平(跳频)和Feret垂直的直径(艘)。

然而,从图1中我们可以看到这些简单的卡尺测量显示方差取决于粒子的取向的二维视野。

随着数字图像分析这些卡尺措施提高了鲁棒性的主轴转换允许的最大和最小Feret直径很容易发现,根据中央的时刻和形状描述符被开发出来,所以删除2 -空间定向依赖。

这导致了我们现在的情况有一套健壮的2 -维粒子形状和大小的因素在颗粒系统可用来帮助我们。

计算机处理能力的增加导致近年来出现的静态和动态图像分析仪器能够快速分类的10,如果不是100年的成千上万的粒子。yabo214这已经图像分析,测定粒子形态,从定性技术也许几100粒子进行分析,定量技术产生统计上有效数据。yabo214

两个这样的例子仪器莫尔文Panalytical Morphologi G2(静态)和Sysmex fpia - 3000(动态)。

取向的粒子yabo214

图2说明了主要粒子表面上的下降会采用最机械的稳定状态。yabo214这意味着他们将最大区域观察者,因此他们最长最长和第二维度(比较结果时有用的其他技术,如筛选,第二长的维度将适用)。

这是有利的,因为它极大地简化了形状和大部分的形状因素的评估通常在今天使用由评估粒子作为二维预测提出了条件。yabo214

图2。粒yabo214子将采取最机械的稳定状态。

随着动态图像分析粒子的出现很有可能采用三维内任意方向的能力。yabo214

如果我们考虑到杆状的粒子如图3所示。这种类型的粒子有两个类似的尺寸(宽度和厚度)和一个不同的维度(长度)。

图3。杆状的粒子。

因此,它可以提供一个数量的二维尺寸和形状的探测器依赖于粒子是如何在三维导向;的可能性是如图4所示。

图4。棒状粒子在三维空间不同方向所示。提出了图像分析软件这一个粒子没有控制其取向产生大小和形状分布如图5所示。

图5。循环(上)和直径(等效圆面积)为棒状粒子分布的图表有不同取向,如图4所示。yabo214实际的分布应该在最大的一个高峰,这些分布的大小和最低的循环。

我们可以看到从分布如图5所示,粒子取向差异导致一个复杂的形状和大小分布对于这个简单的粒子系统,因为它是由一个纯粹的单分散分布。形势将更加复杂的多分散的分布的粒子。yabo214

粒子的能产yabo214生无限的大小和形状的值依赖于粒子的取向。这种效应会加剧如果系统利用循环或不保证所有粒子都在关注。yabo214

定位为Asymmetr需要严格控制ic粒子yabo214

很明显因此产生有效的,有意义的数据为不对称粒子,取向需要严格控制。yabo214

Morphologi G2控制粒子取向是粉末分散的玻片上干或分散在油在载玻片;不管怎样粒子取向是保证粒子将采用他们的大多数机械稳定取向。yabo214

这也确保粒子的好处是保持在一个相对恒定的焦平面消除失焦拒绝算法的必要性。yabo214

的Sysmex fpia - 3000是一个动态的图像分析系统,也保证了粒子良好导向并保持在一个狭窄的焦平面。yabo214fpia - 3000达到这样的目标,采用专利水动力集中系统;这是图6所示。

在水动力集中样本流注入两个鞘流;这将导致样品流缩小,成为平面。示例流因此保留在仪器的焦平面和颗粒在流自然会使自己与他们最大的区域向探测器,所以确保一致的粒子取向。yabo214

图6。水动力集中系统的插图受雇于fpia - 3000。

粒子捕获在测量的例子Sysyabo214mex fpia - 3000,图7中,充分说明粒子取向是发生在测量。

这种能力呈现一致的粒子取向探测器大大简化了图像分析和允许趋势在粒子的形状和大小更容易识别,使相关对比样本。

图7。玻璃棒颗粒测量的例子FPIA - 3000。yabo214注意对齐一致甚至最小的最低比例的粒子。yabo214

为了说明这一点,图8显示了结果的分析rodlike Morphologi G2粒子。yabo214增加粒子大小和减少循环之间的趋势是清晰可见和明确的。

图8。3 d的粒径对圆棒状材料。这一趋势表明,随着直径的增加循环相应地减少,表明粒子宽度是固定的长度而增加。

不一致的粒子取向趋势图10中观察到,在最好的情况下,那么不同的如果不是完全失去了在统计噪声

结论

大多数的形状描述符用于今天的分析师已经由2 -维/三维粒子特性的研究提出了一个机械稳定的取向。yabo214

粒子取向差异将导致减少的数据质量和再现性。图像分析技术的主要优势在传统的整体表征技术的敏感性是不同的形状和大小特征。需要一些粒子取向一致的方法,以防止统计噪声降低灵敏度。

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