Методики визначення розмірів мікропорошків В4С

2.3.1 Визначення розподілу частинок порошку за площею їх поперечного перерізу

Отримані за допомогою оптичної мікроскопії зображення будуть використовуватись для визначення розподілу мікрочастинок за площею їх поперечного перерізу за допомогою програмного забезпечення ImageJ(рис. 2.3).

ImageJ – це загальнодоступна, розроблена в National Institutes of Health, програма для аналізу зображень. За цією програмою можна обчислювати площі, статистичні показники у піксельних значеннях різних виділених вручну або за допомогою порогових функцій зон на зображеннях. Програма ImageJ підтримує стандартні функції обробки зображень, такі як: логічні і арифметичні операції із зображеннями, маніпуляції з контрастністю, Фур’є-аналіз, підвищення різкості, згладжування, виявлення границь тощо.

Рисунок 2.3 – Основне вікно програми ImageJ

Програма дозволяє вимірювати відстані й кути, проводити різні геометричні перетворення, такі як масштабування, поворот або віддзеркалення. Вона одночасно підтримує велику кількість зображень, обмеження пов'язане тільки з обсягом доступної пам'яті.

У нашій роботі ми використовували програму ImageJ для визначення Розмірного складу частинок, зокрема площу проекції кожної окремої частинки на поверхню, середню та загальну площу частинок, а також розподіл частинок за площею проекцій.

У програмі відкриваємо зображення за допомогою меню File – Open. Перед початком обрахунків потрібно виділити робочу область фотографії та обробити її.

Використовуючи функцію Threshold автоматично налаштовуємо верхні і нижні значення порога для сегментування потрібної області і заднього фону зображення. При заданні порогу на зображенні він, для зручності, виділяться червоним кольором, а задній фон залишається сірим(рис.2.4).

Рисунок 2.4 – Налаштування порогу відділення фону від зображення.

Діалогове вікно має два регулятора: перший використовується для регулювання мінімального (нижнього) порогового значення, другий, для налаштування максимального (верхнього) значення порогу. При застосуванні цього інструменти отримуємо зображення, підготовлене до обчислень(рис.2.5).

Рисунок 2.5 –Зображення підготовлене до обчислень

Тепер задаємо просторовий масштаб зображення, для цього використовується діалогове вікно Set Scale ( Analyze - Set Scale ). Перед запуском цієї команди потрібно задати початкові відстані. Для цього вибираємо інструмент «Лінія» на панелі інструментів та проводимо пряму лінію(рис 2.6). В діалоговому вікні Set Scale в вкладці Known Distance вводимо число, яке відповідає лінії на зображенні, а в полі Unit Length вводимо параметри вимірювання, в нашому випадку мікрометри.

Рисунок 2.6 – Налаштування просторового масштабу зображення

В робочому меню за допомогою функції Set Measurements вибираємо необхідні нам дані, а саме площу нашого зображення. Далі у вкладці Analyze particles вибираємо необхідні параметри(рис.2.7):

• у полі Size вказуємо межі розмірів частинок;

• поле Circularity виділяє для роботи об’єкти з певним рівнем еліптичності;

• вкладка Show дозволяє вибрати як відображати нове зображення (використовувалась опція Маsks);

• Еxclude on Edges дозволяє виключити з обчислень об’єкти, що доторкаються до країв зображення, або виходять за межі.

Рисунок 2.7 – Налаштування необхідних даних та параметрів

Застосувавши функцію Analyze particles отримуэмо результати обрахунків(рис.2.8).

Рисунок 2.8 – Результати обрахунків за допомогою програми ImageJ

В результаті обчислень отримуємо кількість частинок, площу кожної з них, загальну площу частинок та відсоток, що вони займають від загального розміру поверхні. Також можемо визначити усереднений розмір частинок.

2.3.2 Методика визначення розмірів частинок порошку методом стереометричної мікроскопії

Площі перерізів мікрочастинок визначали проектуванням мікрофотографії на екран з нанесеною на нього квадратною сіткою. На проекції підраховують число вузлових точок сітки, що потрапили на кожен переріз, яке пропорційне площі цих перерізів.

Перевага цього методу в тому, що форма вимірюваних перерізів в даному випадку значення не має і тривалість аналізу не залежить від складності форми перерізу. Збільшення квадратної сітки на екрані підбирають так, щоб в середньому на кожен переріз потрапляло 10-20 вузлових точок сітки (чим більше точок потрапляє в середньому на один переріз, тим точніший аналіз, але і тим довша процедура підрахунку точок) . Площа кожного перерізу дорівнює добутку числа вузлових точок сітки, які потрапили на нього на площу одного квадрата сітки.

Цей же спосіб можна застосувати при візуальному спостереженні структури через окуляр з квадратною сіткою або при вимірах на матовому склі камери мікроскопа з нанесеною на нього квадратною сіткою. Це можливо, але, якщо збільшення об'єктива дозволяє отримати зображення перетинів, на площу яких в середньому потрапляють 7-8 вузлових точок квадратної сітки.