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動態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)。
- 檢查電源穩定性(建議配備穩壓電源)，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。
- 檢查循環水冷系統(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，確認成像區域無遮擋或污染。
二、儀器校準
1. 光學系統校準
- 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。
- 開啟實時監控，觀察顆粒運動軌跡是否平穩，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。
- 分析區域：劃定感興趣區(ROI)，避開氣泡或邊緣干擾區域。
- 動態追蹤：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
- 啟動連續采集，記錄至少10秒穩定流動的影像。軟件實時顯示顆粒軌跡、速度分布及初步統計結果。
- 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、形態學過濾(如圓度、長寬比)區分有效顆粒與噪聲。
- 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。
- 關閉循環水冷系統，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、校準狀態及異常情況，便于后續追溯。
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