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    浅谈清洁度颗粒分析显微镜的测量差异(二)

    发布日期: 2021-02-01
    浏览人气: 714

    测量差异原因分析

     

    3.显微镜景深限制。

    ISO16232和VDA19等清洁度标准中,把显微镜称为标准显微镜 (Standard Microscope)。

    标准显微镜根据其应用环境、方式等又分为: 材料显微镜(Material Microscope) 、连续变倍显微镜(Zoom Microscope) 、体视显微镜(Stereo Microscope)

    每种光学显微镜等设备存在景深(Focus Depth)。材料显微镜景深蕞小,约为1-10微米,连续变倍和体视显微镜都能达到200微米以上的景深。

    材料显微镜,在测量粒径相近、颗粒厚度相差不超过10-20微米的 颗粒尺寸时,具有较高的准确性和分辨力。所以,用来分析油品蕞为合适。但是,当颗粒大小相差悬殊,尤其是厚度差异较大时,测量准确性会大幅下降。此时,虽可以通过Z轴方向逐帧拍摄,并逐帧聚焦来改善,但逐帧聚焦会耗费以小时计算的时间,从而失去了光学显微镜快速分析的意义。

    连续变倍显微镜,通常具有15倍以上的大变倍比和大景深,可以胜任5微米及以上粒径的颗粒分析,是当下用来分析颗粒粒径差异较大的滤膜时,蕞适合的显微镜。因为,零件从金属加工过程中产生的颗粒,可以小到5微米,也可以大到毫米甚至厘米级别。

    体式显微镜和连续变倍显微镜原理相似,精度略差,可以分析25微米以 上的颗粒。

    设备景深限制导致成像缺陷。一个粒径239.73微米近似圆形的颗粒,被准确对焦并识别;但是其余位置较小的颗粒,例如粒径为38.36 微米的颗粒,则全部“失焦”( 或称“虚焦”),绝大部分颜色较浅 的颗粒,会被归入背景图像而不再被计入颗粒。不同类型显微镜直接的 测量结果对比差异,大部分因此产生。

     

    4.阈值设定差异。

    软件分析图像时,会通过设定灰度阈值来区分背景和被测物体,此时,灰度值的取舍会严重影响结果。尤其是滤膜上颗粒堆积严重时,有 用户会通过调整阈值设定,来显现某些深色颗粒,此方法在按标准执行 颗粒分析时不可取。正确的做法是,对滤膜进行分级过滤以减少颗粒数 量和堆积,颗粒和滤膜的面积比控制在3%以内。

    测量差异控制措施 为设备配备颗粒标准块,定期采用标准块校验设备,监控设备的准确性。固定人员和岗位,以增加人员的实践经验。

    在进行实验对比时,统一被比对设备之间的像素分辨力。 例如,A设备是6微米每像素,B设备也应将像素分辨力调整至5.5- 6.5微米每像素。不可以是A设备6微米每像素,而B设备1.5微米每像素。

    尽量采用连续变倍显微镜或体视显微镜分析零部件清洁度,采用材料显微镜分析油液清洁度。不建议将连续变倍显微镜或体视显微镜的检测结果与材料显微镜的结果进行对标。

    统一阈值设定,以增加测量结果的横向可比性。同时,对滤膜的可 分析性进行定义,例如颗粒总面积除以滤膜面积,要小于3%。

    在汽车、航空、医疗设备领域都需要使用洁净度很高的零件。而清洁度分析,是通过测量和分析滤膜上经过清洗后的零部件留下的污染物颗粒来实现的。清洁度分析是在诸如VDA Vol. 19 和 ISO 16232等工业标准框架下执行的。自动颗粒计数和显微镜分析法始于2000年,现已成为清洁度滤膜分析的主流方法。截止2017年,在欧洲约有2000台清洁度分析显微镜投入使用。有32家实验室提供清洁度分析,包括提供采用显 微镜颗粒计数的第三方服务。在中国约有700个清洁度实验室配备了颗粒计数显微镜,有9家第三方实验室提供清洁度分析服务。不同实验室、不同设备之间的分析结果对比,将会越来越敏感、越来越重要。

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