动态微纳颗粒图像分析仪的研制

 任中京 董事长

济南微纳颗粒仪器股份有限公司

一、问题的提出

微纳颗粒图像分析技术是一种不仅可以检测微纳颗粒大小也可以检测微纳颗粒形状对唯一方法, 但是由于此种技术有几个致命的缺点限制了它的进一步发展:

1.微纳颗粒处于静态, 非球形微纳颗粒的取向会对测试结果造成偏离；

2.样品制备困难。微纳颗粒在载玻片上很难得到充分的分散, 由于微纳颗粒粘连使得微纳颗粒分析的准确性大受影响； 

3. 由于显微镜的视场有限, 被测得微纳颗粒数目受到很大限制, 因此取样的代表性差, 重复性不好。

目前检测微纳颗粒大小和微纳颗粒形态的方法有多种,激光粒度分析仪、沉降粒度仪、电阻法粒度亦、微纳颗粒图像分析技术是最常用的技术。激光粒度分析仪、沉降粒度仪、电阻法粒度仪, 只能检测微纳颗粒大小, 不能检测微纳颗粒形状；

微纳颗粒是组成材料的基济南微纳微纳颗粒激光粒度仪单元, 影响材料的性能的不仅是微纳颗粒的化学组成, 微纳颗粒的大小与微纳颗粒的形态对材料的性能影响巨大, 因此微纳颗粒粒度与形态的检测越来越受到各行业的重视。

国际上荷兰安米德公司、德国新帕泰克公司、德国莱驰公司均推出了同时测定微纳颗粒粒与形状的图像分析仪。国内尚无此种产品, 济南微纳公司通过3年的攻关研制的winner100 微纳颗粒图像分析仪填补了此项空白。

由于以上问题, 微纳颗粒测试中急需一种性能更加优越的测试装置, 能够获得微纳颗粒的准确图像, 操作简便, 满足微纳颗粒形状和微纳颗粒粒度分析的更高要求。

二、动态微纳颗粒测试的方法与技术特征

Winner100突破了传统的微纳颗粒图像仪的工作模式, 采用超声样品分散系统分散微纳颗粒, 高速摄像头对动态微纳颗粒图像进行采集, 1微秒可以采集一幅微纳颗粒图像, 用计算机对图像进行分析处理, 达到对微纳颗粒粒度与形态进行三维同时测试的目的。其主要技术特征有：

1. winner100动态图像分析专用软件具有强大的图像处理功能；

2.动态测试使微纳颗粒采样数量无限增加, 统计结果真实可靠, 代表性好、重

复性高；

3.采用功能强大的动态微纳颗粒图像分析软件, 具有高速采样、自动微纳颗粒图像处理, 实时显示当前图像、实时分析粒度分布、连续统计分析结果, 处理策略自行编程, 多种粒径定义选择, 粒度统计、形状分析等多种功能。打印报告允许自行编辑。

4.动态测试使微纳颗粒不同侧面得到采样, 实现了三维测试, 彻底消除了二维

测试的微纳颗粒取向误差；粒度测试结果可以与激光粒度分析仪比美。

5.彻底改变了手工制样操作繁琐的局面, 样品制备操作非常简单, 分散效果好；6.支持多种粒径选择和多种粒度分布, 具有多种图像处理功能及其集成处理, 支持图像采集间隔设定与实时显示微纳颗粒形貌与当时粒度分布和累计粒度分布, 记录并显示粒度波动图, 可以输出多种分析图表, 高性能的软件使使用者的微纳颗粒分析工作变得十分轻松方便。

7.济南微纳微纳颗粒激光粒度仪成果不仅可用于实验室微纳颗粒分析, 也适用于微纳颗粒在线粒度与粒形监测。

对杜会经济发展和科学进步的意义

济南微纳微纳颗粒激光粒度仪项成果克服了静态微纳颗粒图像仪的缺陷,可以广泛应用于建材、化工、石油、金属与非金属、环保、轻工、国防等众多领域的实验室和在线微纳颗粒粒度与形状分析。无疑, 对于提高我国各行业微纳颗粒测试水平和经济发展具有重要的实用价值。

 提供了一种对运动微纳颗粒同时进行粒度与形状分析的先进手段, 具有操作简单, 测试范围广, 代表性好, 准确可靠, 直观可视, 适用于1-6000微米的各种固体微纳颗粒。济南微纳微纳颗粒激光粒度仪项目突破了显微静态图像分析的局限, 在国内率先提出动态微纳颗粒图像分析的概念； 由于微纳颗粒运动中测试, 克服了二维微纳颗粒图像分析的弊病, 大大提高了采样代表性, 消除了微纳颗粒取向误差, 使微纳颗粒粘连问题彻底解决。

微纳颗粒形状分析在此以前多半停留在实验室, 没有进入实用化,原因是缺少简便的测试手段。Winner100研制成功有可能会使微纳颗粒形状分析进入实用阶段, 因而对材料科学特别是微纳颗粒材料的发展提供了一种先进实用的仪器。

微纳颗粒测试的基础是微纳颗粒的表征, 济南微纳微纳颗粒激光粒度仪项成果提供了一种微纳颗粒动态测试的实用手段, 因此微纳颗粒的三维表征问题就提到了议事日程上来, 微纳颗粒的三维表征对微纳颗粒学的进步与发展具有重要的意义。

参考文献：

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

济南微纳微纳颗粒激光粒度仪文论证了研制动态微纳颗粒图像分析仪的必要性与背景, 介绍了winner100实现动态微纳颗粒测试的方法以及技术特征。评价了动态微纳颗粒图像分析仪的实用价值与科学意义。

关键词：微纳动态微纳颗粒, 微纳微纳颗粒图像分析, 微纳微纳颗粒粒度与形状,三维