Was ist Bildanalyse?

Der Begriff 'Bildanalyse' beschreibt den Mechanismus: Der Bildanalysator nimmt zunächst ein Bild eines 3-D-Partikel auf und führt dann die Analyse auf der Grundlage des 2-D-Partikelprojektionsbildes durch. Je nach dem Bewegungszustand der Partikel während der Messung wird die Bildanalysemethode in zwei Arten unterteilt: eine ist die dynamische Bildanalysemethode(DIA) und eine andere die statische Bildanalysemethode(SIA).

Warum Bildanalyse?

Heutzutage reicht die Partikelgröße allein möglicherweise nicht mehr aus, um qualifizierte Produkte auf den Markt zu bringen. Viele Branchen setzen auf die Analyse von Partikelgröße und -form. Hier kommt das Verfahren der Bildanalyse ins Spiel. Die Notwendigkeit der Größen- und Formanalyse jedes einzelnen Partikels in Verbindung mit der ständig steigenden PC-Rechenleistung sorgt dafür, dass automatisierte Bildgebungsverfahren für einen Markt, der die Vorteile nicht-sphärischer Partikel nutzt, immer relevanter werden.

Automatisierte bildgebende Verfahren zur Bestimmung der Partikelgrößenverteilung eines Materials bieten einen grundlegenden Vorteil gegenüber alternativen Methoden wie statischer Lichtstreuung, Sedimentation oder Siebung: Jedes Partikel wird einzeln fotografiert und damit analysiert! Darüber hinaus bietet die Einzelfotografie der Partikel die Möglichkeit, statistische Berechnungen nicht nur der Partikelgröße, sondern auch der Partikelform durchzuführen, woraus sich mehrere wichtige Vorteile für die Bestimmung der Partikelgrößen(form)verteilung ergeben:

 
• Realistische Verhältniswerte auch an den Rändern der Größenverteilung, d. h. Erkennung von übergroßen Partikeln oder Feinpartikeln
 
• Aussagekräftigere Größen- und Formparameter jedes einzelnen Partikels, anstelle des Durchmessers von Idealkugeln, z. B. geodätische Länge oder Dehnung bei Fasern.
 
• Weitere Informationen finden Sie im Leitfaden für Partikelgrößen- und Formparameter
 
• Flexibler Wechsel zwischen den Verteilungsarten (Volumen / Fläche / Anzahl) je nach Aufgabenstellung
 
• Visuelle Beurteilung des Dispergierzustandes einer Probe (Dispergierqualität, Vorhandensein von Agglomeraten)
 
• Weitere Differenzierung von Materialien. Neben der Partikelgrößenverteilung spielt z.B. auch die Rauheit der Partikeloberfläche eine wichtige Rolle für den Erfolg der Formgebung oder des Polierens.
 

Wie funktioniert die Bildanalyse?

Die Bestimmung der Partikelgröße und -form mittels Bildanalyse umfasst 4 grundlegende Schritte:

1. Bildaufnahme

Die Bildaufnahme ist die Grundlage der Bildanalysemethode. Spezielle Digitalkameras werden eingesetzt, um eine klare Sicht mit scharfen Bildern der Partikel zu gewährleisten. Falls erforderlich, kann die Kamera mit einem Mikroskop kombiniert werden.

2. Bildverarbeitung und Partikeldetektion

Eine geeignete Software verarbeitet die aufgenommenen Bilder: Signalrauschen, isolierte Pixel und Randpartikel werden entfernt, die Helligkeit wird angepasst, um den Kontrast zwischen Partikel und Hintergrund zu verstärken, usw.

Die Partikel werden dann vom Hintergrund getrennt. Je nach Anwendung werden spezielle Anforderungen gestellt, um einen Teil der Partikel herauszufiltern, z. B. Agglomerate, Blasen oder reflektierende Metallpulver.

3. Berechnung von Partikelgröße und -form

Größe und Formparameter jedes einzelnen Partikels werden mit der Software berechnet.

4. Statistische Berechnungen und Klassifizierung

Die Partikel werden anhand der ihnen zugeschriebenen Merkmale (Größen- und Formparameter) in Klassen (z. B. Größenäquivalentklassen) eingeteilt.

Verarbeitungskette

Literatur und Normen

/1/ ISO 13322-1: Partikelgrößenanalyse - Bildanalyseverfahren - Teil 1: Statische Bildanalyseverfahren

/2/ ISO 13322-2: Partikelgrößenanalyse - Bildanalysemethoden - Teil 2: Dynamische Bildanalysemethoden

/3/ ISO 9276-6 Darstellung der Ergebnisse der Partikelgrößenanalyse - Teil 6: Beschreibende und quantitative Darstellung der Partikelform und -morphologie