L'analyse d'images dynamiques (DIA) est une technique d'analyse d'images de particules qui capture en continu des images de particules en mouvement lors de leur passage dans une zone de mesure. En extrayant les contours des particules de ces images, le système calcule la distribution granulométrique et des descripteurs de forme tels que la circularité et le rapport d'aspect. Grâce à sa capacité à mesurer un grand nombre de particules en un temps réduit, la DIA est largement utilisée pour l'évaluation de la taille des particules et le contrôle de leur qualité morphologique.
Figure : Système d'observation DIA
Données complètes sur la taille et la forme
En plus de la taille de base des particules, l'analyse d'images dynamiques analyse quantitativement des caractéristiques morphologiques distinctes, assurant la détection précise des variations de rapport d'aspect, de circularité, de longueur et de largeur.
Mesure rapide de volumes de particules élevés
En capturant en continu des images d'un flux de particules en mouvement, cette méthode permet d'acquérir facilement un échantillon statistiquement robuste en un temps considérablement réduit.
Large plage de mesure
Grâce à des techniques telles que l'utilisation simultanée de plusieurs caméras pour étendre la plage de mesure, l'analyse d'images dynamiques s'adapte parfaitement aux échantillons présentant une large distribution granulométrique. Par conséquent, elle est de plus en plus utilisée dans des applications qui reposaient traditionnellement sur l'analyse granulométrique par tamisage.
L'analyse d'images dynamiques est particulièrement utile lorsque des distributions granulométriques statistiquement robustes sont requises, car des résultats précis peuvent nécessiter des données provenant de dizaines de milliers de particules, voire plus. Elle est également largement utilisée dans des applications qui reposaient traditionnellement sur le tamisage, car des paramètres de taille appropriés permettent d'obtenir des résultats très proches des mesures de tamisage, tout en fournissant des informations sur la forme des particules. De plus, elle permet une mesure rapide et efficace, ce qui la rend idéale pour les inspections de routine et le contrôle qualité.
Alors que l'analyse d'images statiques est souvent privilégiée pour les échantillons stationnaires lorsque des images détaillées des particules ou une analyse corrélative sont nécessaires, l'analyse d'images dynamiques est mieux adaptée à la mesure rapide d'un grand nombre de particules et à la génération de distributions de taille statistiquement robustes.
L'analyse d'images dynamiques utilise de nombreuses étapes de traitement d'image similaires à celles de l'analyse d'images statiques. Cependant, la préparation de l'échantillon diffère car celui-ci est en mouvement pendant la mesure, et le processus de mesure est généralement plus automatisé.
Pour une comparaison plus détaillée, veuillez vous référer au tableau comparatif sur la page Analyse d'images de particules.
Un aspect crucial de la conception des systèmes d'analyse d'images dynamiques réside dans l'optimisation de l'intensité lumineuse, du flux optique et de la vitesse d'obturation. Les particules traversant la zone de mesure à grande vitesse, leur capture sans configuration spécifique entraîne un flou de mouvement : des images de particules allongées, semblables à celles obtenues en photographiant un train lancé à grande vitesse avec un appareil photo standard. Si la réduction du temps d'obturation est la méthode classique pour éviter ce flou, le matériel de l'appareil photo présente des limitations intrinsèques, et des temps d'exposition plus courts produisent inévitablement des images plus sombres.
Pour résoudre ce problème, les systèmes d'analyse d'images dynamiques avancés utilisent un éclairage stroboscopique (flash). En émettant un flash de haute intensité pendant une fraction de seconde, le temps d'exposition effectif est limité à la durée du flash, figeant ainsi le mouvement de la particule, même si l'obturateur de l'appareil photo reste ouvert plus longtemps. Cependant, la capture de la lumière pendant un laps de temps aussi court assombrissant intrinsèquement l'image, l'utilisation d'une source de lumière stroboscopique de haute intensité et d'un capteur d'appareil photo de haute sensibilité devient absolument essentielle pour une analyse précise.
Contrairement à l'analyse d'images statiques, où il est facile de changer d'objectif pour observer les mêmes particules à différents grossissements, l'analyse d'images dynamiques est soumise à des limitations matérielles liées à la gamme de tailles qu'une seule caméra peut capturer. Un capteur d'image standard comprend plusieurs millions de pixels (généralement des milliers par des milliers). Pour garantir une mesure précise de la taille et de la forme, une particule doit couvrir un nombre suffisant de pixels, tout en restant suffisamment petite pour ne pas dépasser les limites du cadre. En raison de ces contraintes géométriques, la gamme de tailles mesurables par une seule caméra est généralement limitée à un rapport dynamique d'environ 100:1.
Pour pallier cette limitation et mesurer simultanément une gamme plus étendue de tailles de particules, les systèmes d'analyse d'images dynamiques avancés peuvent être équipés de deux caméras fonctionnant à des grossissements différents. Cette configuration à double caméra capture le même flux de particules sur une gamme de tailles considérablement plus large. Cependant, ce dispositif sophistiqué introduit un défi informatique complexe : le logiciel du système doit intégrer de manière transparente les ensembles de données distincts provenant des deux flux vidéo des caméras afin de construire un histogramme de distribution granulométrique unique et unifié.
L'analyse d'images dynamiques est une technique qui consiste à faire défiler en continu des particules devant une caméra et à les photographier en temps réel. Cela permet une mesure rapide de la distribution granulométrique et de la forme des particules, fournissant des informations plus complètes que l'analyse granulométrique traditionnelle.
L'analyse d'images statiques consiste à imager des particules immobiles, généralement sur une lame de microscope. L'analyse d'images dynamiques, quant à elle, mesure les particules lorsqu'elles se déplacent dans la zone d'observation. Les méthodes dynamiques sont idéales pour analyser rapidement un grand nombre de particules et pour la surveillance en temps réel.
L'analyse d'images dynamiques est particulièrement adaptée aux poudres, aux granulés et aux suspensions nécessitant la mesure d'un grand nombre de particules et une analyse statistique de leur distribution granulométrique et de leur forme. Elle est largement utilisée dans des secteurs tels que la pharmacie, l'agroalimentaire, la céramique et l'exploitation minière.
L'analyse d'images fournit non seulement la distribution granulométrique, mais aussi des informations détaillées sur la forme des particules, offrant ainsi une caractérisation plus complète que l'analyse granulométrique par tamisage. De plus, les fractions granulométriques plus fines permettent d'obtenir des distributions granulométriques à plus haute résolution. Elle est également mieux adaptée aux particules fines et aux mesures automatisées.
La limite supérieure est déterminée par la taille qui dépasse l'angle de vision. La limite inférieure est déterminée à la fois par la taille d'un pixel et par la résolution optique. La taille d'un pixel influe également sur la précision de la mesure des particules.
Pour l'analyse d'images dynamiques, les échantillons sont généralement dispersés dans un liquide ou introduits à sec afin d'assurer une distribution uniforme. Une dispersion et une dilution appropriées sont essentielles pour une mesure précise.
Partica de HORIBA utilise plusieurs caméras pour réaliser une analyse d'images dynamique à grande échelle et mesure simultanément la distribution granulométrique par diffraction laser. Vous obtenez ainsi simultanément des informations sur la taille grâce à deux technologies de mesure, ainsi que des informations sur la forme grâce à l'analyse d'images.
Analyseur de taille et de forme des particules par diffraction laser et analyse dynamique des images
Dynamic Image Analysis
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