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動態(tài)顆粒圖像分析儀是一種通過高速攝像與圖像處理技術實現顆粒動態(tài)表征的精密儀器，廣泛應用于化工、制藥、礦產、食品等領域。以下為標準化操作流程，涵蓋從準備到數據分析的全流程。
一、開機前準備
1. 環(huán)境檢查
- 確保實驗室溫度(20-25℃)、濕度(<60%)符合儀器要求，避免振動源(如離心機、空壓機)。
- 檢查電源穩(wěn)定性(建議配備穩(wěn)壓電源)，接地良好，避免電磁干擾。
2. 設備連接與啟動
- 打開主機電源，啟動配套計算機，登錄專用分析軟件。
- 檢查循環(huán)水冷系統(tǒng)(若需)是否連通，確認水流正常。
- 開啟與儀器連接的顯微鏡照明光源、高速相機及輔助設備(如蠕動泵、超聲分散器)。
3. 軟件初始化
- 軟件中選擇對應的儀器型號，加載默認參數模板。
- 檢查攝像頭預覽畫面，確認成像區(qū)域無遮擋或污染。
二、儀器校準
1. 光學系統(tǒng)校準
- 標定尺度：使用標準顯微尺(如10μm/格)拍攝圖像，通過軟件修正像素-尺寸轉換系數，確保粒徑測量精度。
- 聚焦調整：調節(jié)顯微鏡物鏡焦距，使標準顆粒(如球形硅膠粒)邊緣清晰銳利，避免成像模糊導致誤差。
2. 背景噪聲校正
- 關閉照明光源，采集純黑背景圖像；再開啟光源拍攝空白載物臺，軟件自動扣除背景噪點，優(yōu)化顆粒識別閾值。
3. 標準樣品驗證
- 注入已知粒徑分布的標準樣品(如NIST可追溯微粒)，運行測試并對比結果。若偏差超過±5%，需重新校準或檢查光路。
三、樣品制備與加載
1. 樣品預處理
- 分散處理：將少量樣品加入分散介質(如乙醇、去離子水)，超聲振蕩10-30分鐘，避免顆粒團聚。
- 濃度控制：調整樣品濃度至最佳范圍(通常為10-50個顆粒/視場)，過高易導致重疊，過低降低統(tǒng)計意義。
2. 流動池加載
- 清洗流動池，避免殘留污染物。通過蠕動泵以恒定流速(如1-5mL/min)注入樣品，維持層流狀態(tài)。
- 開啟實時監(jiān)控，觀察顆粒運動軌跡是否平穩(wěn)，避免氣泡或湍流干擾成像。
四、參數設置與數據采集
1. 關鍵參數設置
- 幀率與曝光：根據顆粒運動速度設定相機幀率(如100-1000fps)，調整曝光時間保證顆粒清晰可見。
- 分析區(qū)域：劃定感興趣區(qū)(ROI)，避開氣泡或邊緣干擾區(qū)域。
- 動態(tài)追蹤：啟用粒子追蹤算法(如PTV或LSP)，設置最小追蹤粒徑(通常≥2μm)。
2. 數據采集
- 啟動連續(xù)采集，記錄至少10秒穩(wěn)定流動的影像。軟件實時顯示顆粒軌跡、速度分布及初步統(tǒng)計結果。
- 對異常情況(如顆粒碰撞、軌跡斷裂)手動標注或調整參數優(yōu)化。
五、數據分析與處理
1. 顆粒識別與分類
- 軟件通過灰度閾值分割、形態(tài)學過濾(如圓度、長寬比)區(qū)分有效顆粒與噪聲。
- 對非球形顆粒可啟用橢圓擬合或輪廓提取，計算費雷特直徑、球形度等參數。
2. 統(tǒng)計學計算
- 輸出粒徑分布曲線(如體積分布、數量分布)、平均粒徑(D10、D50、D90)、圓度分布等。
- 生成動態(tài)參數：顆粒速度、加速度、旋轉速率(用于流場分析)。
3. 結果可視化
- 導出直方圖、散點圖、視頻片段，支持與其他表征手段(如激光衍射)數據交叉驗證。
- 生成PDF報告，包含原始圖像、統(tǒng)計數據及分析結論。
六、儀器清洗與維護
1. 流動池清洗
- 排空樣品，用超純水沖洗管路至少3次，去除殘留顆粒。定期拆卸流動池，超聲清洗玻璃襯片。
2. 光學部件維護
- 用無塵紙蘸乙醇輕拭鏡頭表面，避免劃傷鍍膜層。檢查光源亮度衰減情況，及時更換老化燈泡。
3. 定期校驗
- 每月執(zhí)行標準樣品復檢，每年聯系廠商進行全面光路校準與硬件檢測。
七、關機與數據保存
1. 數據備份
- 將測試數據、圖像視頻保存至本地硬盤及云端存儲，按“日期+樣品編號”命名歸檔。
2. 設備關機
- 關閉軟件，依次關閉相機、光源、蠕動泵電源，最后關閉主機與計算機。
- 關閉循環(huán)水冷系統(tǒng)，清理實驗臺殘留樣品。
3. 記錄登記
- 填寫儀器使用日志，記錄操作人、樣品信息、校準狀態(tài)及異常情況，便于后續(xù)追溯。
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