ICS _19.120 A 28
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T21649.2—2017/ISO13322-2:2006
粒度分析 图像分析法第2部分：动态图像分析法
Particle size analysisImage analysis methods-
Part 2:Dynamic image analysis methods
（ISO13322-2:2006,IDT)
2017-09-01实施
2017-02-28发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T21649.2—2017/ISO13322-2:2006
目 次
前言引言
范围规范性引用文件术语和定义、符号 3.1 术语和定义 3.2 符号原理
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2
3
4
4.1 总则 4.2 颗粒运动 4.3 颗粒定位 5 操作步骤 5.1 总则 5.2 静态图像分辨率 5.3 校准和溯源 5.4 粒度分级和放大 5.5 颗粒边缘 5.6 测量 6样品制备取样和测量变异性附录A（资料性附录） 推荐的颗粒速度和曝光时间附录B（资料性附录） 推荐的最大粒度附录C（资料性附录）进样和图像采集系统的典型示例参考文献
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12
18 GB/T21649.2—2017/ISO13322-2:2006
前言
GB/T21649《粒度分析图像分析法》已经或计划发布以下部分：一第1部分：静态图像分析法；
第2部分：动态图像分析法。 本部分为GB/T21649的第2部分本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本部分使用翻译法等同采用ISO13322-2：2006《粒度分析图像分析法 第2部分：动态图像分
析法》。
与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：
GB/T21649.1一2008粒度分析图像分析法第1部分：静态图像分析法（ISO13322-1： 2004,MOD)
本部分做了下列编辑性修改：
将国际标准第1章范围中“多种方法”更正为“方法”，“这些方法”更正为“该方法”。 本部分由全国颗粒表征与分检及筛网标准化技术委员会（SAC/TC168)提出并归口。 本部分起草单位：北京粉体技术协会、北京市理化分析测试中心、丹东百特仪器有限公司、国家非金
属矿深加工产品质量监督检验中心、中机生产力促进中心、北京海岸鸿蒙标准物质技术有限公司、池州市大恒生化有限公司、中国计量科学研究院、上海思百吉仪器系统有限公司（马尔文仪器）、国家纳米科学中心、上海安力康科学仪器有限公司。
本部分主要起草人：周素红、张涛、张立新、董青云、高原、余方、潘俊杰、宋正启、侯长革、张文阁、 秦和义、刘俊杰、方勤、李兆军、王海、方荣、马姜、李力、侯志云、高洁、齐笑迎、张朝一、王小兵。
1 GB/T 21649.2—2017/IS013322-2:2006
引言
GB/T21649的本部分为图像分析法测量和描述运动颗粒的粒径分布提供了指导。该方法需利用技术手段将液体或气体中颗粒有效分散、对焦，采集运动颗粒的静态图像，并对图像进行分析。该方法称为动态图像分析法。
图像采集方法众多，GB/T21649本部分的附录C介绍了几种典型方法。
二 GB/T21649.2—2017/ISO13322-2:2006
粒度分析图像分析法第2部分：动态图像分析法
1范围
GB/T21649的本部分规定了在液体、气体或输送过程中进行运动颗粒位置控制、图像采集和分析
的方法。当液体、气体中或移动载体上的颗粒被有效分散时，该方法可测量颗粒粒度及其分布。
规范性引用文件
2
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件
ISO13322-1：2004粒度分析图像分析法第1部分：静态图像分析法（Particlesizeanalysis- Image analysis methodsPart 2:Dynamic image analysis methods)
3术语和定义、符号
3.1 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1
流动池 flow-cell 流体与颗粒混合物流经的测量单元。
3.1.2
节流管 orificetube 带孔板的管道，可使含分散颗粒的流体通过小孔流过。
3.1.3
鞘流 sheathflow 在含颗粒的流体周围流动的洁净流体，引导颗粒进人特定测量区域
3.1.4
颗粒照明 particleilluminatior 带电子曝光时间控制器的图像采集设备的持续照明，或同步图像采集设备的短时照明。
3.1.5
测量区域 measurement volume 图像分析仪中用于颗粒测量的区域。
3.1.6
景深depthoffield 图像锐度达到预设效果的区域。
3.1.7
图像采集设备 image capture device 面阵相机或线阵相机。
1 GB/T21649.2—2017/ISO13322-2:2006
3.2 符号
下列符号适用于本文件。
时间t内单个颗粒的移动距离
a A 颗粒i的投影面积 b
二值化图像测得的颗粒投影面积等效直径曝光时间颗粒速度颗粒直径
t U α Ai 颗粒i的投影面积等效直径 imax 颗粒i的最大Feret直径 imin 颗粒i的最小Feret直径
测得的颗粒直径与静止颗粒直径的比值
E
原理 4.1 总则
4
图1为动态图像分析的示意图。
2
5
X
9
说明： 1 分散态的颗粒； 2 颗粒运动控制装置； 3 测量区域； 4 光源； 5 光学系统； 6 景深； 7 图像采集设备； 8 图像分析设备； 9 显示。
图1典型的动态图像分析法示意图
2 GB/T21649.2—2017/ISO13322-2:2006
4.2 颗粒运动
可用以下3种方式将颗粒导人测量区域，以保持颗粒运动：
通过动态流体导人（如悬浮液、气溶胶、导管、空气喷嘴、鞘流、湍流或推拉式流中的颗粒）； b) 通过静态流体导入，比如，在注射或自由落体系统中，颗粒受到外力作用（如重力、静电）而定向
a)
运动； c) 通过移动载体（如传送带）导人。
4.3颗粒定位
将颗粒引入测量区域，采集颗粒位于物平面时的图像。测量区域的进深取决于所用光学系统的
景深。
图2是一个测量区域示意图。
? 1
1
9
Q +
O 1
说明：
光源； 2- 照相机；
1
测量区域。
3
图2测量区域示意图
如图3所示，观测方向（平行或垂直)影响对颗粒大小及形状的表征，但本部分不考虑测量过程中颗粒形状的影响。
图像采集设备应对焦到可获得流体中运动颗粒的清晰图像。推荐以下方法： a) 调整运动颗粒的位置，使其仅通过图像采集设备的测量区域； b) 当运动颗粒通过图像采集设备的测量区域时，用频闪光源（如闪光灯）照亮颗粒并采集移动颗
粒的图像。
3 GB/T21649.2—2017/ISO13322-2:2006
L
L
8
0
C
0
2
说明：
平行于颗粒运动方向的测量区； 2 垂直于颗粒运动方向的测量区域
1-
图3颗粒运动与观测方向
5操作步骤
5.1总则
现代图像分析仪在对图像进行分析前，有多种增强图像质量的算法。只要测量结果能溯源至原始图像，可采用增强算法。 5.2 静态图像分辨率
动态图像分析系统采集的图像的分辨率不仅取决于其光学系统（镜头放大倍数和照相机分辨率）
还取决于光照系统及颗粒运动速度。
当一个直径为工的球形颗粒以速度运动时，颗粒投影面积的中心在时间t内运动距离a，按式（1)计算，其中t为频闪灯闪烁时间或相机快门时间（参见图A.1）。
...(1)
a=uXt
没有进行适当的灰度级别处理前.8不应超过0.5个像素或3：（s2一1)个像素.其中ε是测得的颗
粒直径与静态颗粒直径的比值。
颗粒与背景之间的灰度设定应保证二值化图像测得的直径6与静态颗粒的直径工相同。 根据粒度分布及预设的置信区间来确定整个系统的分辨率（见ISO13322-1：2004)。
5.3校准和溯源
测试前需对设备进行校准，将像素转换为国际单位制（SI)长度单位（例如纳米、微米及毫米）。校准程序应包括视场均匀性检验。校准程序的基本要求是所有测量值应可溯源至标准米，可利用有证的标准测微尺校准图像分析设备实现
颗粒图像采集过程中，运动颗粒，特别是小颗粒可能导致粒度测量结果产生严重误差。建议用标准物质对整个系统进行校准。
应选择涵盖整个系统动态范围的校准颗粒，建议用3种不同粒度值的有证颗粒校准仪器，即对粒度
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