粒子测定装置、校正方法以及测定装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供粒子测定装置、校正方法和测定装置，能使用校正用粒子简单地进行拍摄目标粒子等对象物的测定装置的校正。图像分析部(21)取得以时间间隔Δt得到的多个拍摄图像，(a)在校正模式下，根据所述多个拍摄图像中的校正用粒子的像素单位的光点的位移，确定校正用粒子的光点的均方位移Δ

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】粒子测定装置、校正方法以及测定装置
本专利技术涉及粒子测定装置、校正方法以及测定装置。
技术介绍
作为测量分散介质中的粒子的粒径的方法，有PTA(ParticleTrackingAnalysis)法，该方法是向粒子照射激光，使用光学系统观察被激光照射的粒子的散射光的聚光点(光点)，利用斯托克斯-爱因斯坦公式，根据各个粒子的布朗运动计算出粒径。PTA法中，对使用摄像机等以时间间隔Δt拍摄的一系列图像计算光点的重心，通过将相邻的帧的光点进行对应，取得粒子布朗运动的轨迹，并按照关系式(ΔMS＝4DΔt)，从上述2维的均方位移ΔMS，得到粒子的扩散系数D。接着，按照斯托克斯-爱因斯坦公式(D＝(kB·T)/(3πηd)；kB：玻尔兹曼常数，η：分散介质的粘度，π：圆周率，T：绝对温度)，根据得到的扩散系数D计算粒径d。某些粒径测定方法是在有关流场内的粒子的PTA法中，通过从光点的游动中减掉流场的流速成分，修正光点的游动，可以不受流场影响地测定粒径(例如参照专利文献1)。与此相关，提出有测量上述修正中使用的流速成分的方法(例如参照非专利文献1)，此外，作为使用该流速测量法的流动中的粒径测量方法提出有FPT(FlowParticleTracking)法(例如参照非专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开公报第2016/159131号非专利文献非专利文献1：YMatsuura,ANakamura,HKato；SensorsandActuatorsB2561078-1085非专利文献2：YMatsuura,ANakamura,HKato；AnalyticalChemistry904182-4187如上所述，当通过PTA法等测量粒径时，需要知道(a)物理单位下的均方位移ΔMS的长度，以及(b)斯托克斯-爱因斯坦公式中的粘度η和温度T。即，通过拍摄得到的拍摄图像上的均方位移ΔMS，由于是像素单位，所以需要转换成物理单位的长度。这里，“像素单位”是指将摄像元件的像素(或者拍摄图像的像素)的大小作为单位。“物理单位”是指米等物理量的单位。这种分度比例(物理单位和像素单位的对应关系)能预先通过实验等测定，此外，分散介质的粘度η和温度T也可测定，但尽管如此，需要各种设备。此外，用显微镜观测的场所的温度测量很困难。
技术实现思路
鉴于上述的问题，本专利技术的目的在于提供使用例如标准粒子等粒径被明确规定的校正用的粒子(以下，称校正用粒子)、进行拍摄目标粒子等对象物的测定装置的校正的粒子测定装置、校正方法以及测定装置。本专利技术的粒子测定装置包括：图像分析部，取得以规定时间间隔得到的多个拍摄图像，(a)在校正模式下，根据所述多个拍摄图像中的校正用粒子的光点的像素单位的位移，确定校正用粒子的光点的均方位移，(b)在测定模式下，根据所述多个拍摄图像中的目标粒子的光点的像素单位的位移，确定目标粒子的光点的均方位移；以及粒径分析部，(c)在分析模式下，基于校正用粒子的光点的均方位移以及校正用粒子的粒径，根据目标粒子的光点的均方位移导出目标粒子的粒径。本专利技术的校正方法(a)由粒子测定装置根据以规定时间间隔得到的多个拍摄图像中的、校正用粒子的光点的像素单位的位移，确定校正用粒子的光点的均方位移，(b)由粒子测定装置根据以规定时间间隔得到的多个拍摄图像中的、目标粒子的光点的像素单位的位移，确定目标粒子的光点的均方位移，(c)基于校正用粒子的光点的均方位移和校正用粒子的粒径，根据目标粒子的光点的均方位移，计算出目标粒子的粒径。本专利技术的测定装置针对具有预先得到的粘度的分散介质内的校正用粒子，(a)根据由摄像装置以规定时间间隔多次拍摄的分散介质内的校正用粒子得到的多个拍摄图像中的、校正用粒子的光点的像素单位的位移，确定像素单位的校正用粒子的光点的均方位移，(b)具有利用根据斯托克斯-爱因斯坦公式导出的物理单位的校正用粒子的均方位移与像素单位的校正用粒子的光点的均方位移的对应关系校正后的该测定装置的分度。按照本专利技术，可提供使用校正用粒子来进行拍摄目标粒子等对象物的测定装置的校正的粒子测定装置、校正方法以及测定装置。附图说明图1是表示本专利技术实施方式1的粒子测定装置的结构的一例的图。图2是说明用多帧拍摄图像得到的粒子的光点的轨迹的图。图3是说明基于流速分布的粒子的位移的修正的图。图4是说明实施方式1的粒子测定装置的动作的流程图。图5是表示用实施方式2的校正方法进行校正的测定装置的一例的图。图6是说明实施方式2的校正方法的流程图。具体实施方式以下，根据附图说明本专利技术的实施方式。实施方式1图1是表示本专利技术实施方式1的粒子测定装置的结构的图。实施方式1的粒子测定装置测定分散介质内的目标粒子的粒径。如图1所示，实施方式1的粒子测定装置具备测定系统1和计算处理装置2。测定系统1具备光学单元11和摄像装置12。光学单元11是使分散介质滞留或者流通的光学性透明单元。光学单元11例如为流动池。摄像装置12用摄像元件(CCD：ChargeCoupledDevice、CMOS图像传感器等)借助透镜等光学系统进行光学拍摄，并输出以规定分辨率2维排列的像素的拍摄图像的图像数据。摄像装置12以快门速度(曝光时间)执行各拍摄图像的拍摄，并以规定的时间间隔Δt连续生成多个拍摄图像。另外，各拍摄图像的曝光时间比时间间隔Δt短。例如，当帧频为30fps时，时间间隔Δt设定为约33ms，曝光时间设定为30ms。计算处理装置2内置执行规定的程序的计算机。计算处理装置2按照程序执行规定的数据处理。计算处理装置2通过执行程序，作为各种处理部动作。这里，计算处理装置2作为图像分析部21、粒径分析部22和控制部23动作。此外，计算处理装置2具备非临时性的存储装置(闪存器，硬盘等)作为存储部24。图像分析部21控制摄像装置12，使摄像装置12执行拍摄光学单元11的规定范围，并取得通过所述拍摄得到的拍摄图像。具体地说，图像分析部21取得由摄像装置12以时间间隔Δt得到的多个拍摄图像。此外，图像分析部21(a)在校正模式下，针对粘度和温度未预先得到的分散介质内的校正用粒子，根据取得的多个拍摄图像中的粒径dcal被明确规定的校正用粒子的光点的画面间的像素单位的位移，确定校正用粒子的均方位移ΔMS－cal，(b)在测定模式下，针对与校正模式时相同温度的相同物质的分散介质内的粒径d未知的目标粒子，根据取得的多个拍摄图像中的目标粒子的光点的画面间的像素单位的位移，确定目标粒子的均方位移ΔMS。即，校正用粒子的光点的均方位移ΔMS－cal以及目标粒子的光点的均方位移ΔMS不必转换为物理单位。图2是从多帧拍摄图像得到的、粒子的光点的轨迹的说明图。如图2所示，从时刻j、j+1、……、j+4、……、j+N的拍摄图像101，得到粒子Pi(校正用粒子或目标粒子)的光点的、各帧画面间的位移。具体地说本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粒子测定装置，测定分散介质内的目标粒子的粒径，其特征在于包括：/n图像分析部，取得以规定时间间隔得到的多个拍摄图像，(a)在校正模式下，根据所述多个拍摄图像中的校正用粒子的光点的像素单位的位移，确定所述校正用粒子的光点的均方位移，(b)在测定模式下，根据所述多个拍摄图像中的所述目标粒子的光点的像素单位的位移，确定所述目标粒子的光点的均方位移；以及/n粒径分析部，(c)在分析模式下，基于所述校正用粒子的光点的均方位移以及所述校正用粒子的粒径，根据所述目标粒子的光点的均方位移导出所述目标粒子的粒径。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181004 JP 2018-1889191.一种粒子测定装置，测定分散介质内的目标粒子的粒径，其特征在于包括：
图像分析部，取得以规定时间间隔得到的多个拍摄图像，(a)在校正模式下，根据所述多个拍摄图像中的校正用粒子的光点的像素单位的位移，确定所述校正用粒子的光点的均方位移，(b)在测定模式下，根据所述多个拍摄图像中的所述目标粒子的光点的像素单位的位移，确定所述目标粒子的光点的均方位移；以及
粒径分析部，(c)在分析模式下，基于所述校正用粒子的光点的均方位移以及所述校正用粒子的粒径，根据所述目标粒子的光点的均方位移导出所述目标粒子的粒径。


2.根据权利要求1所述的粒子测定装置，其特征在于，所述图像分析部(a)在所述校正模式下，根据所述分散介质的流速分布来修正所述校正用粒子的光点的位移，确定所述校正用粒子的光点的均方位移，(b)在所述测定模式下，根据所述分散介质的流速分布来修正所述目标粒子的光点的位移，确定所述目标粒子的光点的均方位移。


3.根据权利要求1或2所述的粒子测定装置，其特征在于，所述粒径分析部把导出的所述粒径分类在规定的多个粒径范围的任意一个中，并分别对所述规定的多个粒径范围中的粒子数进行计数。


4.根据权利要求1所述的粒子测定装置，其特征在于，
所述图像分析部取得以规定时间间隔得到的多个拍摄图像，(a)在校正模式下，根据所述多个拍摄图像中的校正用粒子的光点的像素单位的位移，确定所述校正用粒子的光点的均方位移，并计算所述校正用粒子的光点的均方位移与所述校正用粒子的粒径的积，作为装置常数，(b)在测定模式下，根据所述多个拍摄图像中的目标粒子的光点的像素单位的位移，确定所述目标粒子的均方位移，
所述粒径分析部(c)在分析模式下，...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤晴久，松浦有祐，中村文子，近藤郁，田渕拓哉，冨田宽，林秀和，
申请(专利权)人：国立研究开发法人产业技术综合研究所，理音株式会社，铠侠股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP