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基于显微图像的PTA粒径分布估计方法研究

韦冬冬  
【摘要】: 在医药、化工等许多工业领域中,晶体产品的粒径分布是一个十分重要的质量参数。现有测定晶体粒径分布的方法主要有激光粒度仪法、筛分法和沉降法等。激光粒度仪法测量结果比较准确,但价格昂贵;筛分法原理简单,但测量结果不够准确;沉降法测量周期较长。针对现有测定方法的不足,本文以工业用精对苯二甲酸(PTA)为对象,研究了基于数字显微成像系统获取晶体显微图像的粒径分布估计方法。 本文采用光学显微镜结合数码相机获取晶体的显微图像,利用测微尺对成像系统的放大倍数进行标定,再通过图像分割、特征信息提取、分布估计及假设检验估计出品体的粒径分布和体积分布。针对其中的关键问题,提出了相应的解决方案: (1)针对重叠图像的分割问题提出了一种改进的凹点匹配分割方法,实现重叠颗粒的有效分离。 (2)提出了一种整体搜索比较算法,结合深度优先和广度优先遍历算法,由分割后的图像中获取晶体颗粒的像素数,进而转换为晶体的直径和体积信息。 (3)基于几种常见的分布假设对粒径分布和体积分布进行估计并利用x~2检验对得到的结果进行检验,确定可接受的分布估计。 本文方法对PTA粒径分布和体积分布的估计结果与激光粒度仪的结果一致,验证了方法的有效性。针对PTA的估计方法可以推广到其他类似晶体产品的质量估计。


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