Image Analysis는 측정된 Images를 처리하는 모든 기술 포함한다. 여기서는 분석 시 입자가 어떻게 놓이냐에 따라 크게 두 가지, 정적과 동적 이미지 분석법으로 나누어 볼 수 있다. 우측의 그림이 정적 이미지 분석법이다.

 

정적(靜的)인 분석법에서, 입자는 일반적으로 Glass Slide 위에 놓인다. 분체를 Slide 위에 흩뿌려 놓는 방식으로 분석하며, 카메라가 움직이거나 Slide가 움직이며 측정하므로 대표성 있는 분석결과를 얻기가 매우 번거롭고 시간이 오래 걸린다. 반면에 동적(動的) 분석법은 입자가 분산된 유체를 순환시키면서 광원에 노출될 때 생기는 입자의 “Silhouettes”을 Detector (Digital Camera)로 실시간 Capture하는 방식이다.

1. 측정원리 : Dynamic Image Analysis

Dynamic Image Analysis의 Experimental Setup은 광원과 Flow Cell, 그리고 렌즈 및 디지털 카메라로 구성된다. 에서 입자는 View Cell을 통해 순환된다. 입자에 의해 생성된 어두운 실루엣이 PC로 보내지고 그 이미지가 처리된다. 소프트웨어는 분석 중인 입자에 적합한 미리 선택된 형상모델을 이용하여 입자의 크기와 형상을 평가한다. 형상모델에는 Circle, Ellipse, Rectangle, Polygon, Fiber, Irregular Model 등 30여 가지가 있다.
디지털 카메라는 5백만 화소의 Resolution을 제공하며 초당 127 Frame의 속도로 수 천개 입자의 Live Image를 Capture하므로 빠른 시간 내에 대표성 있는 입도 분포 및 형상에 대한 정보를 제공할 수 있다. 또한 유체를 순환 시키면서 분석하므로 불규칙한 형상의 입자라도 “Random Orientation”으로 형상에 의한 영향을 최소화 할 수 있다.
 

2. Dynamic Image Analysis : Pi Sentinel PRO의 특징

Pi Sentinel PRO는 다양한 용매에 분산된 시료를 빠른 시간 내에 분석하여 입도분포 및 30여 개 이상의 형상에 대한 정보도 제공한다. 입경의 하한은 1μm이고 상한은 최대 4가지 옵션에 따라 선택이 가능하며 최대 2,000μm까지 측정할 수 있다. 특히 침상, 판상, Fiber 등 불규칙한 형상의 입자를 Random Orientation 시키거나 재 순환시켜 분석할 수 있어 형상에 의한 영향을 최소화하여 보다 정확한 분석이 가능하다. 기존 Image Analysis와는 달리 시료 대표성의 문제도 없고, Laser Diffraction, Sedimentation, Electrical Sensing Zone Method와는 달리 형상에 대한 정보까지도 제공하는 것이 최대의 장점이다.
아래 좌측의 예처럼 불규칙한 형상의 입자를 상당구형지름(Equivalent Spherical Diameter)으로 계산하면 약 100μm로 평가되지만 우측의 예처럼 형상을 고려하면 장축은 약 200μm, 단축은 약 80μm이기 때문이다. 또한 형상을 분석하면 Circularity와 Smoothness에 대한 정보도 얻을 수 있으므로 분체의 Flowability, Packing Density 등 보다 정확한 분체의 특성을 파악할 수 있다.
따라서 입자의 크기 뿐만 아니라, 형상을 분석하는 것은 매우 중요하다고 할 수 있다.
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