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圖像粒度儀使用過程中遮光度對測試結果的影響
閱讀：3817發布時間：2019-4-26
圖像粒度儀的基本原理是：光學顯微鏡首先將待測的微小顆粒放大，并成像在CCD攝像機的光敏面上；攝像機將光學圖像轉換成數字圖片信息，然后傳輸并存儲在計算機系統里。計算機對接收到的數字化了的顯微圖像信息進行二值化處理，識別顆粒的輪廓。然后按照一定的等效模式，計算各個顆粒的粒徑、圓度等物理參數。一般而言，一幅圖像（即圖像儀的一個視場）包含幾個到上百個不等的顆粒。圖像粒度儀能自動計算視場內所有的顆粒的粒徑，并統計，形成粒度報告、圓度報告等。當已經測到的顆粒數不夠多時，可以通過調整顯微鏡的載物臺，換到下一個視場，繼續測試并累計。
圖像粒度儀主要的核心技術之一是顆粒圖像的二值化處理。數字攝像機拍攝的顆粒圖像是由不同灰度的像素點陣構成的。為獲得真實的顆粒輪廓圖像，需要對圖像進行二值化處理。將原始圖像轉化為顆粒輪廓邊緣閉合且不改變大小的黑白圖像。圖像粒度儀的二值化處理就是將圖像上的點的灰度置為0或255，也就是將整個圖像呈現出明顯的黑白效果。即將256個亮度等級的灰度圖像通過適當的閾值選取而獲得仍然可以反映圖像整體和局部特征的二值化圖像。在數字圖像處理中，二值圖像占有非常重要的地位，特別是在實用的圖像處理中，以二值圖像處理實現而構成的系統是很多的，要進行二值圖像的處理與分析，首先要把灰度圖像二值化，得到二值化圖像，這樣子有利于在對圖像做進一步處理時，圖像的集合性質只與像素值為0或255的點的位置有關，不再涉及像素的多級值，使處理變得簡單，而且數據的處理和壓縮量小。為了得到理想的二值圖像，一般采用封閉、連通的邊界定義不交疊的區域。所有灰度大于或等于閾值的像素被判定為屬于特定物體，其灰度值為255表示，否則這些像素點被排除在物體區域以外，灰度值為0，表示背景或者例外的物體區域。如果某特定物體在內部有均勻一致的灰度值，并且其處在一個具有其他等級灰度值的均勻背景下，使用閾值法就可以得到比較的分割效果。如果物體同背景的差別表現不在灰度值上（比如紋理不同），可以將這個差別特征轉換為灰度的差別，然后利用閾值選取技術來分割該圖像。動態調節閾值實現圖像的二值化可動態觀察其分割圖像的具體結果。
圖像粒度儀的測量原理要求在測試過程中，樣品的濃度以樣品中顆粒之間相互不發生二次散射為原則，理論上就是要求懸浮液或者空氣中顆粒之間的距離為顆粒直徑的3倍,但是這個要求非常難以掌握，因此在實際的粒度測試中，通過調整遮光比的數值來盡量顆粒之間不發生二次散射。遮光比不宜過大(超過50%)或者過小(低于5%)，遮光比過大時，顆粒的濃度過高，容易發生二次散射，測量結果誤差增大;遮光比過低，樣品中顆粒的濃度太低，顆粒數太少，測試結果的代表性很差，甚至可能導致測試結果是無效的，因此在測試過程中，對遮光比的選取要通過反復試驗，以得到正確的測量結果。
一般來說，對于比較粗的樣品，遮光比可以選擇的比較高，如20~30%，正常情況可以為10~25%;對于超細的樣品，可以適當降低樣品的遮光比，但一般不要超過40%，這些都是實驗得到的經驗數值，但還需通過反復實驗，找到對應樣品測試時遮光比的數值。
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