粒度檢測是粉體生產和應用中最重要的檢測項目，常見的主要有篩分、激光衍射（靜態光散射）、動態光散射（DLS）、直接成像幾種。現階段，激光衍射法以普適、快速、自動化、高分辨率和寬量程等優點得以最受歡迎和普及，但基于激光衍射理論的激光粒度儀仍有局限和不足，比如對樣品分散要求較高，對較寬分布樣品的邊界粒徑（最大或最小）顆粒捕捉能力較弱等，這些是可以從技術角度進行提升改善的，但對不規則形貌顆粒的分析，受等效球原理（假定顆粒為球形）影響而產生的偏差，卻不能通過一般的技術進步來解決。

顯微鏡下的樣品與等效球體積存在差異

也正因此，激光衍射法也被業內專家稱為“分析方法”而非“測量方法”，激光粒度儀被視為“分析儀器”而非“測量儀器”。長期以來，對這種因基礎理論和算法固有缺陷所導致的問題，通常需要通過直接成像技術和裝備加以解決。而業內專家學者，時任中國顆粒學會副理事長兼顆粒測試專業委員會副主任的蔡小舒教授，在2016年也公開表達了粉體檢測儀器未來是朝著圖像處理分析的趨勢發展的觀點。

蔡小舒教授在全國粉體檢測與評價技術應用交流會上作報告

但2D圖像又無法完全表示和描述3D對象——二維圖像的長度和寬度只有長寬卻沒有高，并且二維的長寬也取決于拍攝方向和角度，比如地球的完整建模就是由衛星從多個角度拍攝并組合模擬而成的。近期，粒度表征領域知名廠商弗爾德集團（Verder Scientific）旗下的Microtrac MRB的科學家們表達了3D分析有助于深入了解真實顆粒信息（長、寬以及厚度）的觀點，并依靠“顆粒跟蹤”和雙攝像機技術開發的一種新的解決方案。

典型顆粒的長寬厚三大參數

所謂“顆粒跟蹤”是為了避免傳統動態圖像分析技術的缺陷——為提高抓幀率和多次捕捉顆粒，往往會把同一個顆粒的不同圖像視為一個新的、獨立的測量事件，同一個顆粒因其長度、寬度、厚度不同，而被分別認定為不同顆粒，這樣就掩蓋了樣品的真實數據。而利用“顆粒跟蹤”技術，則是跟蹤光源與攝像機之間的每個顆粒，并在跟蹤期間拍攝大量圖像，利用顆粒在自由落體的翻滾運動來捕捉所有可能方向上的長度、寬度、厚度、周長、面積以及各種形狀值，通過軟線分析同一顆粒在不同視圖中的圖像序列得出相應參數——比如，軌跡中所有長度測量的最大值就是顆粒的“3D 長度”，以此類推……

雙攝像機技術通過同時使用兩個具備不同成像比例的攝像機實現了非常大的動態測量范圍，其好處在于不需要進行硬件調整和參數優化，實現準確測量。具體采用一臺900萬像素相機以高分辨率分析細微顆粒，一臺500萬像素相機以優異的數據統計功能檢測較大顆粒，進而結合算法以滿足跨越三個數量級粒度范圍樣品的分析。說句題外話，雙攝像機并非唯一解決方案，國內企業采用遠心鏡頭實現了一臺攝像機同時高清拍攝大小迥異的顆粒。

小結

隨著近年來理論、技術和裝備水平的改進和提升，粒度檢測技術從篩分、顯微鏡逐步升級為激光衍射、動態圖像，如今又提出從2D走向3D的理念甚至于推出新裝備，可以預見到粉體工業的發展水平也必然會繼續攀上新臺階。學習和掌握新知識，體驗新技術和新裝備給產業帶來的進步，片刻都不能停歇！

粉體圈 啟東

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