動態微納顆粒圖像分析儀的研制

 任中京 董事長

濟南微納顆粒儀器股份有限公司

一、問題的提出

微納顆粒圖像分析技術是一種不僅可以檢測微納顆粒大小也可以檢測微納顆粒形狀對唯一方法, 但是由于此種技術有幾個致命的缺點限制了它的進一步發展:

1.微納顆粒處于靜態, 非球形微納顆粒的取向會對測試結果造成偏離；

2.樣品制備困難。微納顆粒在載玻片上很難得到充分的分散, 由于微納顆粒粘連使得微納顆粒分析的準確性大受影響； 

3. 由于顯微鏡的視場有限, 被測得微納顆粒數目受到很大限制, 因此取樣的代表性差, 重復性不好。

目前檢測微納顆粒大小和微納顆粒形態的方法有多種,激光粒度分析儀、沉降粒度儀、電阻法粒度亦、微納顆粒圖像分析技術是最常用的技術。激光粒度分析儀、沉降粒度儀、電阻法粒度儀, 只能檢測微納顆粒大小, 不能檢測微納顆粒形狀；

微納顆粒是組成材料的基濟南微納微納顆粒激光粒度儀單元, 影響材料的性能的不僅是微納顆粒的化學組成, 微納顆粒的大小與微納顆粒的形態對材料的性能影響巨大, 因此微納顆粒粒度與形態的檢測越來越受到各行業的重視。

國際上荷蘭安米德公司、德國新帕泰克公司、德國萊馳公司均推出了同時測定微納顆粒粒與形狀的圖像分析儀。國內尚無此種產品, 濟南微納公司通過3年的攻關研制的winner100 微納顆粒圖像分析儀填補了此項空白。

由于以上問題, 微納顆粒測試中急需一種性能更加優越的測試裝置, 能夠獲得微納顆粒的準確圖像, 操作簡便, 滿足微納顆粒形狀和微納顆粒粒度分析的更高要求。

二、動態微納顆粒測試的方法與技術特征

Winner100突破了傳統的微納顆粒圖像儀的工作模式, 采用超聲樣品分散系統分散微納顆粒, 高速攝像頭對動態微納顆粒圖像進行采集, 1微秒可以采集一幅微納顆粒圖像, 用計算機對圖像進行分析處理, 達到對微納顆粒粒度與形態進行三維同時測試的目的。其主要技術特征有：

1. winner100動態圖像分析專用軟件具有強大的圖像處理功能；

2.動態測試使微納顆粒采樣數量無限增加, 統計結果真實可靠, 代表性好、重

復性高；

3.采用功能強大的動態微納顆粒圖像分析軟件, 具有高速采樣、自動微納顆粒圖像處理, 實時顯示當前圖像、實時分析粒度分布、連續統計分析結果, 處理策略自行編程, 多種粒徑定義選擇, 粒度統計、形狀分析等多種功能。打印報告允許自行編輯。

4.動態測試使微納顆粒不同側面得到采樣, 實現了三維測試, 徹底消除了二維

測試的微納顆粒取向誤差；粒度測試結果可以與激光粒度分析儀比美。

5.徹底改變了手工制樣操作繁瑣的局面, 樣品制備操作非常簡單, 分散效果好；6.支持多種粒徑選擇和多種粒度分布, 具有多種圖像處理功能及其集成處理, 支持圖像采集間隔設定與實時顯示微納顆粒形貌與當時粒度分布和累計粒度分布, 記錄并顯示粒度波動圖, 可以輸出多種分析圖表, 高性能的軟件使使用者的微納顆粒分析工作變得十分輕松方便。

7.濟南微納微納顆粒激光粒度儀成果不僅可用于實驗室微納顆粒分析, 也適用于微納顆粒在線粒度與粒形監測。

對杜會經濟發展和科學進步的意義

濟南微納微納顆粒激光粒度儀項成果克服了靜態微納顆粒圖像儀的缺陷,可以廣泛應用于建材、化工、石油、金屬與非金屬、環保、輕工、國防等眾多領域的實驗室和在線微納顆粒粒度與形狀分析。無疑, 對于提高我國各行業微納顆粒測試水平和經濟發展具有重要的實用價值。

 提供了一種對運動微納顆粒同時進行粒度與形狀分析的先進手段, 具有操作簡單, 測試范圍廣, 代表性好, 準確可靠, 直觀可視, 適用于1-6000微米的各種固體微納顆粒。濟南微納微納顆粒激光粒度儀項目突破了顯微靜態圖像分析的局限, 在國內率先提出動態微納顆粒圖像分析的概念； 由于微納顆粒運動中測試, 克服了二維微納顆粒圖像分析的弊病, 大大提高了采樣代表性, 消除了微納顆粒取向誤差, 使微納顆粒粘連問題徹底解決。

微納顆粒形狀分析在此以前多半停留在實驗室, 沒有進入實用化,原因是缺少簡便的測試手段。Winner100研制成功有可能會使微納顆粒形狀分析進入實用階段, 因而對材料科學特別是微納顆粒材料的發展提供了一種先進實用的儀器。

微納顆粒測試的基礎是微納顆粒的表征, 濟南微納微納顆粒激光粒度儀項成果提供了一種微納顆粒動態測試的實用手段, 因此微納顆粒的三維表征問題就提到了議事日程上來, 微納顆粒的三維表征對微納顆粒學的進步與發展具有重要的意義。

參考文獻：

ISO/DIS13322-2Particle size analysis-Image analysis methods-Part 2:Dynamic image analysis methods

濟南微納微納顆粒激光粒度儀文論證了研制動態微納顆粒圖像分析儀的必要性與背景, 介紹了winner100實現動態微納顆粒測試的方法以及技術特征。評價了動態微納顆粒圖像分析儀的實用價值與科學意義。

關鍵詞：微納動態微納顆粒, 微納微納顆粒圖像分析, 微納微納顆粒粒度與形狀,三維