1.光路設(shè)計(jì)，成像大小同物距無關(guān)

    在進(jìn)行顆粒的粒度檢測(cè)的時(shí)候，顆粒在測(cè)試區(qū)域內(nèi)距離鏡頭總會(huì)有前后之分，常規(guī)的攝像光路系統(tǒng)下，測(cè)試的結(jié)果往往會(huì)受“景深"的影響。對(duì)此，德國(guó)新帕泰克公司（Sympatec GmbH）采用了光路設(shè)計(jì)，即在采用小光圈的情況下得到高對(duì)比度的清晰圖像。孔徑光闌僅阻擋散亂光線，對(duì)被照射顆粒的背景光的強(qiáng)弱沒有任何影響，而且成像大小同物距無關(guān)，同一個(gè)顆粒在測(cè)試區(qū)域的任何部位都能夠得到相同大小的圖像。

 

2.脈沖光源，同的分散系統(tǒng)相結(jié)合得到清晰的單個(gè)顆粒的圖像

    移動(dòng)的顆粒在常規(guī)的光源下進(jìn)行攝像，不可避免的會(huì)產(chǎn)生“運(yùn)動(dòng)虛影"（即照相時(shí)由于物體的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致拍攝到的圖像的發(fā)虛現(xiàn)象），經(jīng)過試驗(yàn)，得到運(yùn)動(dòng)虛影同光源的曝光時(shí)間τ的關(guān)系如下：

    在德國(guó)新帕泰克公司的 QICPIC粒度粒形分析儀中，脈沖光源產(chǎn)生穩(wěn)定可見的高頻脈沖光，曝光時(shí)間τ≈1ns（即脈沖頻率約為 109 次/秒），即使是運(yùn)動(dòng)速度高達(dá) 100m/s 的顆粒，也能夠得到清晰的圖像，不會(huì)發(fā)虛。

    德國(guó)新帕泰克的 QICPIC 粒度粒形分析儀還采用了 CMOS 高速攝像系統(tǒng)，每秒內(nèi)拍攝高達(dá) 500 幅圖像，像素為 2048 × 2048（4.2MP）。

    放大倍率不同的光學(xué)鏡頭(如 2:1, 1:1, 1:3, 1:10等)安裝在轉(zhuǎn)盤上，根據(jù)被檢測(cè)樣品顆粒的大小選擇配置合適的鏡頭，在使用的時(shí)候，只需在電腦上所選定的鏡頭，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行選擇，同時(shí)，系統(tǒng)中的光束擴(kuò)束器會(huì)根據(jù)不同的放大倍率自動(dòng)調(diào)整輸出光的強(qiáng)弱和光束直徑的大小，測(cè)試過程中不會(huì)過度曝光或者曝光不足。

 

3.良好的分散系統(tǒng)：檢測(cè)得到的是單個(gè)顆粒的粒度和粒形結(jié)果

    對(duì)任何一個(gè)樣品的粒度或粒形檢測(cè)，分散好壞的得到檢測(cè)結(jié)果好壞的關(guān)鍵：

    新帕泰克公司在激光粒度儀系統(tǒng)中發(fā)展成熟的不同的分散系統(tǒng)，根據(jù)新帕泰克公司“干樣干測(cè)、濕樣濕測(cè)"的檢測(cè)理念，根據(jù)樣品的原始存在狀態(tài)，以樣品的原始狀態(tài)下的粒度和粒形結(jié)果，選擇不同的分散系統(tǒng)，得到適合的粒度粒形檢測(cè)設(shè)備！

 

4.數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和工作站，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和處理

a. 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)：

    數(shù)據(jù)傳輸過程中電腦接口傳輸速率低，是導(dǎo)致分析速度慢的另外一個(gè)原因，因?yàn)楝F(xiàn)有的常規(guī)數(shù)據(jù)線的理論傳輸速率為 128MByte/s，而實(shí)際傳輸速率僅為 60MByte/s。在采用圖像儀測(cè)試的過程中，高速攝像系統(tǒng)得到 500 Mbytes/s 的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如果采用常規(guī)的數(shù)據(jù)線，根本無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸并通過軟件進(jìn)行及時(shí)的處理。德國(guó)新帕泰克公司為了突破這個(gè)瓶頸，經(jīng)過的實(shí)驗(yàn)研究，采用了傳輸速率為 N*6.25GByte/s ，所有得到的數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)有效傳輸，不丟失任何一個(gè)信息。

 

b．?dāng)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)：

    采用電腦技術(shù)的雙核處理工作站，可以及時(shí)完成對(duì)圖像數(shù)據(jù)的分析和處理！

    每次得到的顆粒的圖像信息數(shù)據(jù)，會(huì)自動(dòng)儲(chǔ)存在專門的數(shù)據(jù)庫中?？蛻粼谛枰私忸w粒的相關(guān)參數(shù)的時(shí)候，可以通過新帕泰克公司開發(fā)的專門的數(shù)據(jù)處理軟件 WINDOX，根據(jù)需要可選擇不同的顆粒粒徑表示方法，如等效投影圓面積徑（EQPC）、大 Feret 徑、小 Feret 徑、平均 Feret徑、90°大 Feret 徑、90°小 Feret徑、小外接矩形長(zhǎng)徑，小外接矩形寬徑、弦長(zhǎng)(垂直、水平、大、小) 、纖維的長(zhǎng)度、卷曲系數(shù)等。選定之后，由軟件進(jìn)行自動(dòng)處理和計(jì)算，得到粒徑下的粒度大小和粒度分布，同時(shí)還可以得到單個(gè)顆粒的長(zhǎng)寬比以及球形度等數(shù)值。

    所以，在QICPIC 粒度粒形分析儀中，同樣檢測(cè)1,000,000 個(gè)顆粒，由于采用了的分散系統(tǒng)，在實(shí)際拍攝中，每張圖片上至少可以得到20 個(gè)顆粒的清晰圖像，采用每秒鐘能拍攝500 幅圖像的高速攝像系統(tǒng)CMOS 加上傳輸速率為N*6.25GBGByte/s的設(shè)計(jì)，及時(shí)傳輸給擁有雙核處理技術(shù)的工作站，對(duì)每個(gè)樣品從顆粒進(jìn)入測(cè)試區(qū)域到檢測(cè)結(jié)果的輸出僅需要100 秒（1.7 分鐘）— 實(shí)用性大大增強(qiáng)。