动态图像分析 （DIA） 是一种用于确定粒度分布和形状参数的现代颗粒表征方法。它允许在极宽的测量范围内进行快速分析，具有出色的准确性和重现性。凭借著名的 CAMSIZER 系统，麦奇克在 20 多年前推出了第一台动态图像分析仪，并从那时起推动了技术创新。
- 测量范围: 0.9 µm - 8 mm
- 粉末或悬浮液的干湿检测
- 测量范围: 160 µm - 135 mm
- Suitable for extra-large particles
- 测量范围: 30 µm - 30 mm (ONLINE) / 160 µm - 135 mm (ONLINE XL)
- Online system for process integration with 3rd party sample delivery devices
动态图像分析（DIA）的介绍
在许多应用中，粒度和形状信息是重要的工艺和质量指标。 通过符合 ISO 13322-2 的动态图像分析方法，可以直接以详细和有代表性的方式分析样品材料的这些重要材料特性。在动态图像分析中，样品在运动状态下形成颗粒流经过测试区域，光源发射的平行光照射到颗粒表面后所形成的颗粒投影，被位于另一侧的成像设备拍摄捕捉。 颗粒以自由落体（流动性和分散性比较好的颗粒）、液体流或者压缩空气流的状态运动，即使是团聚性粉末也具有很好的分散效果。在测量过程中，为了提高颗粒统计量并且避免模糊颗粒的影响，需要设置极短的曝光时间和极高的拍摄频率。 一次典型测量需要 1-5 分钟，通常可以检测到数万到数百万个粒子。
动态图像分析与静态图像分析的差异
静态和动态图像分析之间的关键区别在于，在静态图像分析中，粒子位于载玻片上，并且在采集过程中不会相对于相机移动，例如使用显微镜进行拍摄分析。静态图像分析主要用于测量粒度分布窄，并且尺寸比较小的颗粒的表征。 这种方法提供高分辨率的颗粒图像，可以准确地描述颗粒尺寸和形状，主要用于研发应用。另一方面，动态图像分析非常适合散装货物、粉末、颗粒和悬浮液的常规测量。 该方法的特点是样品通量高、可靠性和重现性极佳。
静态图像分析 (ISO 13322-1)
动态影像分析 (ISO 13322-2)
动态图像分析的测量范围和仪器校准
动态图像分析的再现性能由仪器校准确定。 为此，将高精度参考对象插入设备并由相机测量。这导致以像素/毫米为单位的成像比例，并确定测量系统的分辨率和检测极限。参考对象通常是玻璃板，通过电子光刻技术在其上蚀刻了限定尺寸的圆形斑点。 初始校准在工厂完成，但用户可以在 1-2 分钟内随时重复和检查校准精度。测量范围的上限受图像尺寸的限制。使用动态图像分析可以有效检测到图像对角线长度的 1/3大小的颗粒。
用于Microtrac Camsizer 的光刻校正板
Dual Camera Technology in Dynamic Image Analyzers
The simultaneous use of two cameras in one analyzer significantly extends the measuring range of Dynamic Image Analysis. The two cameras of CAMSIZER series particle analyzers are optimized for different size ranges: the ZOOM camera captures small particles with great accuracy thanks to high resolution, while the BASIC camera simultaneously analyzes large particles with a larger field of view.
This provides ideal measurement conditions for each size range. The overall result is obtained by combining the ZOOM and BASIC cameras.
The great advantage of this method of Dynamic Image Analysis is a wide dynamic measuring range with a factor of up to 10 000 between the lower and upper limits, and this without adjustments to the optical components (no changing of lenses or objectives).
测量过程中双镜头同时工作：基准镜头（红）分析更大颗粒，放大镜头（蓝）分析更小颗粒。双镜头技术确保在一个粒径分布中的所有颗粒都能得到最优的测量条件。
使用动态图像分析的粒度和形状
With Dynamic Image Analysis, many different morphological parameters can be recorded and quantitatively evaluated for all detected particles. The particle size distribution can be based on different size definitions, such as particle width, particle length or diameter of the equal area circle.
The sizes are determined, for example, as chord dimensions, Feret lengths or Martin diameters. Dynamic Image Analysis can also be used for a particle shape analysis, e.g. to characterize parameters like as roundness, circularity, aspect ratio, convexity, symmetry, and many more.
人工智能驱动的粒子分类
从图像到智能分类
CAMSIZER 系列将动态影像分析与 DIMENSIONS 软件中的 AI 滤镜相结合，以自动对混合样品中的颗粒进行分类。基于大量单个颗粒图像，AI 辅助分析能够可靠地区分不同的颗粒群体，并提供统计学上稳健的结果。AI 滤镜即使在尺寸分布重叠时也能区分颗粒，例如区分圆形颗粒和角状颗粒、所需产品和污染物，或完整颗粒和缺陷。
分类可以基于测量的尺寸和形状描述符，如 xc_min、宽度、厚度、长宽比 (b/l)、圆度、紧凑度或透明度，或者直接基于颗粒图像 AI 混合信息，而无需预定义描述符。AI 滤镜可以在测量过程中应用，或在存储数据上在几秒钟内重新计算。分类后的颗粒直接显示在颗粒查看器中，可实现对每个类别的即时目视验证，确保结果透明、客观，并减少操作员的影响。
从人工智能过滤器到定量结果
CAMSIZER 系列中的 AI 滤镜功能不止是对颗粒图像进行分类——它们能够实现高级的、特定类别的评估。分类后，DIMENSIONS 会分别为每个颗粒类别自动重新计算尺寸分布和形状分布。
此外，该软件会计算每个类别的体积百分比，从而直接提供关于组分比例、污染物或缺陷部分的定量信息。这支持稳健的质量控制、批次间比较以及对团聚体或超大颗粒等小异常群体的可靠检测。
典型应用包括评估混合材料、识别形状质量尾部以及对粉末、颗粒、丸料或磨料中的异物进行鉴定。用户可训练的 AI 滤镜可以适应特定材料，并可重复用于常规质量控制或研发，从而通过单次动态影像分析测量获得更高的生产力、更深入的洞察力和稳健的质量控制。
动态图像分析的更多优势
1. 替代传统的筛分方法
在许多行业中，动态图像分析方法已经取代了传统的筛分分析。结果几乎 100% 具有可比性，并且由于大部分采用自动测量，可以在减少清洁和维护要求的情况下实现更高的样品通量检测。许多 Microtrac 客户已经通过使用 CAMSIZER 系统取代耗时的筛分分析，并且无需改变原有的质量控制标准。
以肥料颗粒为例，CAMSIZER P4的测试结果可以和筛分结果进行完美的拟对
2. Online operation
Dynamic Image Analysis can also be integrated directly into a process as an online measurement system for many applications.
The robustness of the devices allows them to be used in production environments: Dust, vibration and temperature fluctuations do not affect the measurement.
Material is continuously fed to the measuring device via an automatic sampler, changes in the process or in the product quality can thus be detected practically in real time.
The picture shows a Microtrac Dynamic Image Analysis system in online operation in a fertilizer factory.
3. Oversize particles
对于颗粒测量技术中的许多任务来说，可靠地检测过大的颗粒是至关重要的，例如，在分析磨料或表征用于快速成型制造的金属粉末方面。动态图像分析技术非常适用于此类应用。如果相机检测到过大的颗粒，它也会在结果中得到体现。
由于高达320帧/秒的高采集速率和大量捕获的颗粒，检测概率非常高。在某些应用中，甚至可以保证100%的检测精度。这个例子显示了对一个加入了不同比例的过大颗粒的金属粉末样品的分析。动态图像分析系统CAMSIZER X2甚至可以检测到0.005 %的大颗粒！这就是动态图像分析。
准确检测金属粉末中少量的超大颗粒。正常金属粉末小于 100 µm，超大颗粒尺寸大于 200 µm。 该曲线显示了添加的超大颗粒的数量以及Camsizer X2检测到的超大颗粒的百分比。
4. Repeatability
动态图像分析中数量庞大的颗粒检测带来了另一个优势：实现了非常好的结果重复性。该图显示了尺寸范围从 50 μm 到 1.5 mm 的玻璃珠的3峰混合物的五次连续重复测试。每次测试大约需要 2.5 分钟，每次检测统计到 500 万个颗粒。
动态图像分析的重复性误差非常小。
5. Dynamic image analysis complements laser diffraction
动态图像分析适用于大于约 1 µm 的样品。 如果还要测量更小的纳米颗粒，激光衍射是首选方法。然而，激光衍射法不提供有关颗粒形状的信息，并且检测过大颗粒的灵敏度要低得多。因此，Microtrac 的 SYNC 是一种新颖的测量设备，它独特地结合了激光衍射与动态图像分析两种方法！
SYNC 是 Microtrac 先进的激光衍射分析仪。
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动态影像分析 - 常见问题
动态图像分析与静态图像分析的差异是什么呢？
在静态图像分析 (SIA, ISO 13322-1) 中，记录图像时颗粒处于静止状态，就像使用显微镜一样。 在动态图像分析 (DIA, ISO 13322-2) 中，相机系统捕获运动的颗粒流。 静态方法生成少量粒子的清晰图像，而动态图像分析可以在很短的时间内统计大量颗粒。 因此，动态图像分析可显着提高超大颗粒的可重复性和检测概率。
动态图像分析能代替筛分分析吗？
动态图像分析的一个主要优点是结果与传统筛分分析的结果一致性较好。 用户受益于更短的测量时间和更高的样品通量、高度自动化（例如在线测量）和更低的人为误差带来的影响。 动态图像分析不再需要费时的称重和清洁筛网等步骤。
动态图像分析的测量范围是多少？
动态图像分析的下限测量范围为 ~0.8 µm，上限测量范围为 ~135 mm。 动态图像分析系统的下限受摄像机分辨率的限制，上限受视场大小（大约图像区域对角线的 1/3）的限制。 通过在一台仪器中使用两个摄像头，分析仪可以在下限和上限之间满足高达 10.000 倍的测量范围。
哪些样品适合动态图像分析？
动态图像分析适用于各种不同的应用，已经被广泛应用于日常质量控制和生产监控以及研发任务。 许多行业已经在利用动态图像分析的优势，例如，医药产品、食品、肥料、沙子、建筑材料、塑料以及其他设计粉体颗粒材料的行业
动态图像分析测试的测量时间一般需要多久？
由于动态图像分析极高图像采集速率（根据型号不同，一般每秒采集 60 - 320 张图像），可以在很短的时间内计算所有的颗粒数据， 因此，可以快速获得准确的结果。 通常，动态图像分析的测量时间为 1 -3 分钟。 由于测量是非接触式的，因此对设备的清洁和维护要求非常低。