画像式 粒度分布／速度分布測定装置 “VisiSizeシリーズ”特徴

古い画像解析式の欠点

これまでの古い画像解析式は、ピンボケ量を２値化やコントラスト勾配で推測（または見做し仮定）で判別し、許容範囲にある物を無条件で積算していました。これでは誤差が大きく精度良く測定する事は到底不可能です。ナローセルを利用した方法でも、セル幅をミリ単位程度にしか制限できないため、測定できる実用下限値が30ミクロン程度で低濃度にしか対応できませんでした。

「新しい特殊光学系」（VisiSize特殊撮影光学系）

VisiSizeの特殊撮像光学系は、古い理論の画像解析式やレーザー回折式などを含む他方式では測定が不可能であった高濃度粒子/噴霧液滴粒子でも、鮮明な画像を得ることができます。この鮮明な画像と「新アルゴリズム」の相乗効果で高濃度粒子でも高精の高い粒度分布測定を実現しています。

「新しい解析アルゴリズム」PDIA 方式

VisiSizeの新アルゴリズム PDIA は、粒子画像のピンボケ量から対象の位置を測定する理論です。
ピンボケ量は、定量的な物理量なので数学で計算する事ができます。この計算値から正確に判別して高精度な粒度分布測定を実現しています。
また、超高速な演算処理を実現しました。これにより、カメラから送られてくる生画像の逐次解析が可能となり、リアルタイムの動的測定を実現しています。刻々と変わる粒度分布の変化、瞬間的な噴霧などを簡単に測定する事が可能となりました。

簡単な操作とメンテナンスフリー化

VisiSizeの筐体は簡素に考えると、カメラと対になる照明があるだけのシンプルな構造です。光の干渉や屈折も利用しないため、温度変化や位置精度、振動全く影響されません。ポータブルモデルなどでは測定中に筐体を強く叩いても問題ありません。暖機運転も不要なので、必要な時にスイッチを入れて撮影しながら解析するだけです。
また、撮像レンズの焦点位置（極めて狭い場所）しか映像になりませんので、撮像レンズと光源までの間にガラスやアクリルを挟んだり、ゴミや飛沫が多少付着しても測定に影響する事はありません。（測定後に汚れた部分を軽く拭くだけ）

高精な粒度分布測定を実現する技術

VisiSize 特殊撮像光学系の特徴

高倍率 光学系

1μmの粒子でも、サブピクセルで解析が可能なほどの高倍率を実現しています。

長焦点距離

高倍率でありながら、36～360mm もの長焦点距離を実現し、測定対象物を乱す事無く測定が可能です。これは、大きなセル容器、噴霧、圧力容器、搬送パイプ等の外側から測定が可能な事を意味します。

高濃度でも鮮明な画像

特殊な波長処理光源と撮像光学系により、微粒子による散乱光で発生する干渉縞を完全に無くし、ピント位置の粒子を鮮明に撮影する事が可能となりました。画像解解析では鮮明な画像こそ命であり、VisiSizeの画像は初めて見る者が感動さえする美しさです。

超高速な飛翔体に対応

VisiSizeの特殊光源は、数ナノ秒と極短時間の発光により数100m/秒で高速移動する粒子や液滴でも、ぶれる事無く鮮明に捉えます。

液滴/バブルの透過率を無視

干渉縞が発生しない事により、透過性のある対象や非球形でも輪郭の影がクッキリします。この性能により、測定対象の透過特性や散乱特性等に起因する物質補正値を不要にしました。

新アルゴリズムの特徴

ピンボケを測る

ピンボケによる粒子像の「滲み」は一定の法則を持ち、数式で表す事ができます。(VisiSize特許)この数式を利用する事でピントの合っている物だけを正確に判別し、正確な粒度分布を自動的に測定します。

ボケた粒子の逆算もできる

上記の数式を利用すると、ボケた粒子のサイズを逆算する事が可能です。これは測定範囲を２次元面ではなく３次元の立方体で利用する事が可能となります。数学的に計算された立方体はユーザーが自由に定義する事も可能なため、精度よく高速にサンプル数を稼ぐ事を可能としました。

粒子,液滴,バブルだけを識別し認識する

ボケは数学的な一意の現象ですから、粒子以外の物体や大きな影なども数学的に正確な識別が自動的に行われます。

重なりを正確に判別する

重なった粒子は極近距離でも同一のボケを有しません。ボケ特性値の均衡性を元に正確な判別が自動的に行われます。

超高速な計算

数学的な現象は正確な計算式さえあれば、コンピュータープログラムとして最適化が容易です。昨今のCPUの高速化と並列化、数値演算専用プロトコルの高速化を適切に利用しています。普及型ノートPC程度でも、最大約１５万個/秒ものリアルタイム解析を実現しています。
（VisiSizeシステムに使用するPCは標準でノートPCです）

サンプリング数の増加

画像解析式は画像を物差しとした直接測定方式です。このタイプの測定方法で問題になるのが、サンプル数の問題です。VisiSizeは超高速処理と鮮明な画像により、このサンプル数の問題を解決しました。条件が良ければ数秒で１０万個以上の実測サンプリング測定が可能です。

簡単操作を実現する技術

短パルスレーザー照明

バックライト照明の光源として、短パルスレーザーを使用しています。
数ナノ秒または数マイクロ秒と極短い発光時間で撮影しますので、装置が振動したとしても映像がブレる事がありません。

試料の物理特性値が不要

試料の透過率や屈折率などを利用しませんので、試料をセットして測るだけ。
誰が操作しても、とても簡単に計測がおこなえます。

防塵、防滴、耐震設計

ポータブルモデルは装置全体が防滴、防振、耐震設計です。標準モデルも耐震性能があり、オプションの防滴ハウジングを使用する事でシャワーの中でも利用できます。

詳細は 粒度分布測定装置の専門サイトへ