測(cè)量差異原因分析

3.顯微鏡景深限制。

ISO16232和VDA19等清潔度標(biāo)準(zhǔn)中，把顯微鏡稱為標(biāo)準(zhǔn)顯微鏡 （Standard Microscope）。

標(biāo)準(zhǔn)顯微鏡根據(jù)其應(yīng)用環(huán)境、方式等又分為： 材料顯微鏡（Material Microscope） 、連續(xù)變倍顯微鏡（Zoom Microscope） 、體視顯微鏡（Stereo Microscope）

每種光學(xué)顯微鏡等設(shè)備存在景深（Focus Depth）。材料顯微鏡景深蕞小，約為1-10微米，連續(xù)變倍和體視顯微鏡都能達(dá)到200微米以上的景深。

材料顯微鏡，在測(cè)量粒徑相近、顆粒厚度相差不超過(guò)10-20微米的 顆粒尺寸時(shí)，具有較高的準(zhǔn)確性和分辨力。所以，用來(lái)分析油品蕞為合適。但是，當(dāng)顆粒大小相差懸殊，尤其是厚度差異較大時(shí)，測(cè)量準(zhǔn)確性會(huì)大幅下降。此時(shí)，雖可以通過(guò)Z軸方向逐幀拍攝，并逐幀聚焦來(lái)改善，但逐幀聚焦會(huì)耗費(fèi)以小時(shí)計(jì)算的時(shí)間，從而失去了光學(xué)顯微鏡快速分析的意義。

連續(xù)變倍顯微鏡，通常具有15倍以上的大變倍比和大景深，可以勝任5微米及以上粒徑的顆粒分析，是當(dāng)下用來(lái)分析顆粒粒徑差異較大的濾膜時(shí)，蕞適合的顯微鏡。因?yàn)?，零件從金屬加工過(guò)程中產(chǎn)生的顆粒，可以小到5微米，也可以大到毫米甚至厘米級(jí)別。

體式顯微鏡和連續(xù)變倍顯微鏡原理相似，精度略差，可以分析25微米以 上的顆粒。

設(shè)備景深限制導(dǎo)致成像缺陷。一個(gè)粒徑239.73微米近似圓形的顆粒，被準(zhǔn)確對(duì)焦并識(shí)別；但是其余位置較小的顆粒，例如粒徑為38.36 微米的顆粒，則全部“失焦”（ 或稱“虛焦”），絕大部分顏色較淺 的顆粒，會(huì)被歸入背景圖像而不再被計(jì)入顆粒。不同類型顯微鏡直接的 測(cè)量結(jié)果對(duì)比差異，大部分因此產(chǎn)生。

4.閾值設(shè)定差異。

軟件分析圖像時(shí)，會(huì)通過(guò)設(shè)定灰度閾值來(lái)區(qū)分背景和被測(cè)物體，此時(shí)，灰度值的取舍會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)果。尤其是濾膜上顆粒堆積嚴(yán)重時(shí)，有 用戶會(huì)通過(guò)調(diào)整閾值設(shè)定，來(lái)顯現(xiàn)某些深色顆粒，此方法在按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行 顆粒分析時(shí)不可取。正確的做法是，對(duì)濾膜進(jìn)行分級(jí)過(guò)濾以減少顆粒數(shù) 量和堆積，顆粒和濾膜的面積比控制在3%以內(nèi)。

測(cè)量差異控制措施 為設(shè)備配備顆粒標(biāo)準(zhǔn)塊，定期采用標(biāo)準(zhǔn)塊校驗(yàn)設(shè)備，監(jiān)控設(shè)備的準(zhǔn)確性。固定人員和崗位，以增加人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比時(shí)，統(tǒng)一被比對(duì)設(shè)備之間的像素分辨力。 例如，A設(shè)備是6微米每像素，B設(shè)備也應(yīng)將像素分辨力調(diào)整至5.5- 6.5微米每像素。不可以是A設(shè)備6微米每像素，而B設(shè)備1.5微米每像素。

盡量采用連續(xù)變倍顯微鏡或體視顯微鏡分析零部件清潔度，采用材料顯微鏡分析油液清潔度。不建議將連續(xù)變倍顯微鏡或體視顯微鏡的檢測(cè)結(jié)果與材料顯微鏡的結(jié)果進(jìn)行對(duì)標(biāo)。

統(tǒng)一閾值設(shè)定，以增加測(cè)量結(jié)果的橫向可比性。同時(shí)，對(duì)濾膜的可 分析性進(jìn)行定義，例如顆粒總面積除以濾膜面積，要小于3%。

在汽車、航空、醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域都需要使用潔凈度很高的零件。而清潔度分析，是通過(guò)測(cè)量和分析濾膜上經(jīng)過(guò)清洗后的零部件留下的污染物顆粒來(lái)實(shí)現(xiàn)的。清潔度分析是在諸如VDA Vol. 19 和 ISO 16232等工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)框架下執(zhí)行的。自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)和顯微鏡分析法始于2000年，現(xiàn)已成為清潔度濾膜分析的主流方法。截止2017年，在歐洲約有2000臺(tái)清潔度分析顯微鏡投入使用。有32家實(shí)驗(yàn)室提供清潔度分析，包括提供采用顯 微鏡顆粒計(jì)數(shù)的第三方服務(wù)。在中國(guó)約有700個(gè)清潔度實(shí)驗(yàn)室配備了顆粒計(jì)數(shù)顯微鏡，有9家第三方實(shí)驗(yàn)室提供清潔度分析服務(wù)。不同實(shí)驗(yàn)室、不同設(shè)備之間的分析結(jié)果對(duì)比，將會(huì)越來(lái)越敏感、越來(lái)越重要。