A dinamikus képfeldolgozás (DIA: Dynamic Image Analysis) a szemcsék méret- és alakeloszlása meghatározására szolgáló modern módszer. Ez a gyors analízis nagyon széles méréstartományban szolgáltat rendkívül helyes és reprodukálható eredményeket. A Microtrac cég a megújult CAMSIZER készülékkel már több, mint 20 évvel ezelőtt bevezette a dinamikus képfeldolgozás elvén működő első analizátort és azóta is e technológia úttörője.
A szemcsék méretére és alakjára vonatkozó információ sok alkalmazásban fontos műveleti és minősítési paraméter. Az ISO 13322-2 szabvány szerint végzett dinamikus képfeldolgozás közvetlenül, részletes és reprezentatív módon módon képes analizálni a minták ezen fontos anyagi tulajdonságait.
A dinamikus képfeldolgozás során áramló szemcséket hoznak létre, melyekről azután kamerarendszer felvételeket készít és ezeket kiértékeli. A szemcsék tehát mozognak a képfelvétel alatt. A legtöbb esetben a dinamikus képfeldolgozás során fényforrással oldalról megvilágítják az áramló szemcséket és a szemcsék vetületi árnyékai adják a szemcsék képeit. A szemcsék mozoghatnak szabad esésben (szabadon szóródó granulátumok esetében) vagy folyadék- vagy légáramban, ez utóbbiak még az összetapadni hajlamos finom porok szemcsét is szétválasztják.
Különösen ez utóbbi kialakítás igényel rövid megvilágítási időket és nagy képfelvételi sebességet, hogy a mérés alatt elegendő számú szemcse detektálódjék és a szemcsék képei azok mozgása miatti életlensége megakadályozható legyen. A mérés jellemzően 1-5 percet vesz igénybe és ezalatt - a mintától függően - rendszerint tízezer és több millió közötti darab szemcséről készül képfelvétel.
Dinamikus képfeldolgozás - Működési elv
A sztatikus és a dinamikus képfeldolgozás közötti fő különbség, hogy sztatikus módszernél a szemcsék egy hordozóra vannak felhelyezve és a mikroszkópi megfigyeléshez hasonlóan a képfelvétel alatt nem mozognak a kamerához képest.
Sztatikus képfeldolgozást főleg szűk méreteloszlású minták analízisére használják, ahol a hangsúly a nagyon finom szemcsék jellemzésén van. Ez a módszer a szemcsék nagyfelbontású képeit szolgáltaja, melyek a szemcsék mérete és alakja leghelyesebb jellemzését teszi lehetővé - főleg kutatás-fejlesztési alkalmazásokban használják.
A dinamikus képfeldolgozás viszont ideálisan alkalmas ömlesztett anyagok, porok, granulátumok és szuszpenziók rutinszerű analízisére. E módszer jellemzői a nagy termelékenység, a megbízhatóság és a kiváló ismételhetőség.
Kalibrálólemez Microtrac CAMSIZER készülékhez
A mérés során két kamera működik: a BASIC kamera (vörös) a nagyobb, a ZOOM kamera (kék) a kisebb szemcsékről készít felvételeket. Ez optimális mérési körülményeket biztosít a méreteloszlás minden mérettartományában.
Tökéletes egyezés szitálási analízis és CAMSIZER P4 eredményei között, granulált műtrágya példáján.
A dinamikus képfeldolgozás online alkalmazásként közvetlenül integrálható sok eljárásban.
A készülékek robusztussága megengedi gyártási körülmények közötti alkalmazásukat: szennyezés, rezgés vagy hőmérsékletingadozás nem befolyásolja a mérési eredményeket.
Automatikus mintavevő folyamatosan adagolja az anyagot a mérőkészülékbe, így a gyártási folyamatban vagy a termék minőségében bekövetkező változás gyakorlatilag azonnal, valós időben detektálható.
A kép műtrágyagyárban online üzemmódban működő Microtrac dinamikus képfeldolgozó készüléket mutat.
Teljesen automatizált online rendszer gyártási környezetben
Több szemcseméretmérési alkalmazásban lényeges követelmény a túlméretes szemcsék megbízható detektálása, pl. csiszolóanyagok vagy additív gyártásnál alkalmazott fémporok analízisénél. A dinamikus képfeldolgozás ideális az ilyen feladatokhoz. Ha a kamera detektálja a túlméretes szemcsét, akkor az meg is jelenik az eredményben.
A detektálás valószínűsége rendkívül magas a nagy, 320 felvétel/s képfelvételi sebességnek és a lefényképezett szemcsék nagy számának köszönhetően. Némely alkalmazásban akár 100%-os detektálási bizonyosság garantálható. A példa különböző mennyiségben hozzáadott túlméretes szemcséket tartalmazó fémporok analízise eredményét mutatja. A CAMSIZER X2 dinamikus képfeldolgozó analizátor már 0,005 %-nyi túlméretes szemcsét is képes detektálni!
Túlméretes szemcsék megbízható detektálása fémpor mintában. A fémpor szemcsemérete < 100 µm, a túlméretesé > 200 µm. A táblázat mutatja a hozzáadott túlméretes szemcsék mennyiségét és a CAMSIZER X2 analizátor által detektált túlméretes szemcsék %-os részarányát.
A dinamikus képfeldolgozás során detektált szemcsék nagy száma egy másik előnnyel is szolgál: az eredmények rendkívül jó ismételhetőségével.
Az ábra 50 μm - 1,5 mm mérettartományba eső üveggyöngyök 3 módusú keveréke 5 egymásutáni mérését mutatja.
Mindegyik mérés kb. 2,5 percig tart, mérésenként 5 millió szemcse detektálása történik meg.
Kiváló a mérési ismételhetőség a dinamikus képfeldolgozással.
Dinamikus képfeldolgozás kb. 1 µm-nél nagyobb szemcséjű mintákhoz alkalmazható. Ha kisebb szemcséket is mérni kell, akkor lézerfénydiffrakció módszere választandó.
Ez a módszer azonban nem ad információt a szemcsék alakjáról és sokkal kevésbé érzékeny a túlméretes szemcsék detektálásában.
Ezen ok miatt az új Microtrac SYNC analizátorban egyedülálló módon a lézerfénydiffrakciót dinamikus képfeldolgozás egészíti ki!
SYNC: a Microtrac cég legfejlettebb lézerfénydiffrakciós analizátora
A Microtrac cég dinamikus képfeldolgozás elvén működő többféle analizátort is kínál.
Munkatársaink szívesen adnak tanácsot készülékeinkről és alkalmazási lehetőségeikről.
Sztatikus képfeldolgozás (SIA: Static Image Analysis, ISO 13322-1) mérése során a szemcsék a képfelvételek alatt nyugalomban vannak, a mikroszkópi elemzéshez hasonlóan. Dinamikus képfeldolgozás (DIA: Dynamic Image Analysis, ISO 13322-2) esetében viszont áramló (mozgó) szemcsékről készít képeket a kamerarendszer. A sztatikus módszer néhány szemcséről vesz fel részletgazdag képeket, a dinamikus módszer viszont sok szemcse rövid idő alatt történő kiértékelésére képes. Ennek megfelelően a mérési eredmények ismételhetősége sokkal jobb és a túlméretes szemcsék detektálási valószínűsége sokkal nagyobb dinamikus képfeldolgozás esetén.
A dinamikus képfeldolgozás egyik előnye eredményeinek a hagyományos szitaelemzés eredményeivel való kompatibilitása. Rövidebb mérési időket és így nagyobb termelékenységet, magasabb automatizáltsági szintet (pl. online mérést) és így kevesebb humán hibalehetőséget biztosít a felhasználóknak. Dinamikus képfeldolgozás esetén nincs szükség a sziták időigényes súlymérésére és tisztogatására sem.
A dinamikus képfeldolgozás alsó mérési határa ~0.8 µm, a legnagyobb még detektálható szemcsék méret pedig ~135 mm. A dinamikus képfeldolgozó rendszer alsó méréshatárát a kamera felbontása korlátozza, a felső méréshatárát pedig a látómező mérete (a max. szemcseméret a látómező átlója kb. 1/3-szerese lehet). Egy készülékben két kamerát is alkalmazó analizátorok alsó és felső méréshatára között akár 10 000-es szorzó is lehet.
A dinamikus képfeldolgozás sokféle alkalmazásban hasznosítható. Használható rutin minőségellenőrzési és folyamatszabályozási ill. kutatás-fejlesztési feladatokban is. Sok iparágban élvezik már a dinamikus képfeldolgozás nyújtotta előnyöket, pl. gyógyszer-, élelmiszer-, műtrágyagyártásban, homok, építőanyagok, műanyagok feldolgozásában és mindenütt, ahol poralakú vagy granulált termékekkel dolgoznak.
A dinamikus képfeldolgozás gyors (készüléktől függően 60 - 320 képfelvétel/s) képfelvételi sebességének köszönhetően nagyon nagy számú szemcse kiértékelése nagyon rövid idő alatt megtörténhet. Így gyorsan kapható értelmezhető eredmény. A dinamikus képfeldolgozás tipikus mérési ideje 1 -5 perc. S mivel a mérés érintésmentes, ezért a tisztítási és karbantartási igény is nagyon alacsony.
