DE102016212134A1 - Method for determining the loading of a filter medium with particles - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Beladung eines Filtermediums (3) mit Partikeln (8). Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: a) Bereitstellen einer Mehrzahl von Schnittbildern (5) des zu untersuchenden Filtermediums (3), b) Erzeugen eines ersten Abbilds (6a) der räumlichen Struktur des Filtermediums (3) aus der Mehrzahl von Schnittbildern (5), c) Erkennen von in dem Filtermedium (3) vorhandenen ersten Fasern (9a) durch Helligkeitsanalyse des ersten Abbilds (6a), d) Erzeugen eines zweiten Abbilds der räumlichen Struktur des zu untersuchenden Filtermediums (3) durch Entfernen der in Schritt c) erkannten ersten Fasern (9a) aus dem ersten Abbild (6a), e) Erkennen von in dem Filtermedium (3) vorhandenen zweiten Fasern (9b) in dem zweiten Abbild (6b) durch Form- und/oder Konturanalyse des zweiten Abbilds (6a), f) Erzeugen eines dritten Abbilds (6c) der räumlichen Struktur des zu untersuchenden Filtermediums (3) durch Entfernen der in Schritt e) erkannten zweiten Fasern (9b) aus dem zweiten Abbild (6b), g) Erkennen der in dem Filtermedium (3) vorhandenen Partikel (8) aus dem dritten Abbild der räumlichen Struktur.The invention relates to a method for determining the loading of a filter medium (3) with particles (8). The method comprises the following steps: a) provision of a plurality of sectional images (5) of the filter medium (3) to be examined, b) generation of a first image (6a) of the spatial structure of the filter medium (3) from the plurality of sectional images (5) , c) detecting first fibers (9a) present in the filter medium (3) by analyzing the brightness of the first image (6a), d) generating a second image of the spatial structure of the filter medium (3) to be examined by removing those detected in step c) e) detecting second fibers (9b) present in the filter medium (3) in the second image (6b) by shape and / or contour analysis of the second image (6a), f) generating a third image (6c) of the spatial structure of the filter medium (3) to be examined by removing the second fibers (9b) detected in step e) from the second image (6b), g) detecting the presence in the filter medium (3) existing particles (8) from the third image of the spatial structure.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Beladung eines Filtermediums mit Partikeln sowie eine Auswertungseinrichtung, die zur Durchführung dieses Verfahrens eingerichtet/programmiert ist.The invention relates to a method for determining the loading of a filter medium with particles and to an evaluation device which is set up / programmed for carrying out this method.

Filteranordnungen dienen zur Reinigung von Fluiden. Typischerweise besitzen gattungsgemäße Filtereinrichtungen ein Filtergehäuse, in welchem ein Filtermedium zum Reinigen des Fluids angeordnet ist. Besagtes Filtermedium unterteilt den Gehäuseinnenraum des Filtergehäuses in eine Rohseite und in eine Reinseite. Beim Durchströmen des Filtermediums wird das Fluid dann wie gewünscht gereinigt. So können im Fluid enthaltene Schmutzpartikel vom Filtermedium aufgefangen werden. Soll das Filtermedium bezüglich Aufbau und Zusammensetzung für eine bestimmte Anwendung – beispielsweise als Kraftstofffiltermedium zum Reinigen von Kraftstoff – optimiert werden, so ist es hilfreich, in einem bereits gebrauchten Filtermedium die Menge der sich im Filtermedium angesammelten Partikel insbesondere deren räumliche Verteilung im Filtermedium zu kennen. Diese Informationen sind bei der Konzeption von Filtermedien mit verbesserten Filtereigenschaften von zentraler Bedeutung.Filter assemblies are used to clean fluids. Typically, generic filter devices have a filter housing in which a filter medium for cleaning the fluid is arranged. Said filter medium divides the housing interior of the filter housing in a raw side and in a clean side. As it flows through the filter medium, the fluid is then cleaned as desired. Thus, dirt particles contained in the fluid can be absorbed by the filter medium. If the filter medium is to be optimized in terms of structure and composition for a particular application, for example as a fuel filter medium for cleaning fuel, it is helpful to know in an already used filter medium the amount of particles accumulated in the filter medium, in particular their spatial distribution in the filter medium. This information is central to the design of filter media with improved filter properties.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Ausführungsform für ein Verfahren zum Bestimmten der räumlichen Verteilung von Partikeln in einem Filtermedium zu schaffen.It is therefore an object of the present invention to provide an improved embodiment of a method for determining the spatial distribution of particles in a filter medium.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.This object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.

Grundgedanke der Erfindung ist demnach, die Beladung eines Filtermediums mit Partikeln durch Bildanalyse von Schnittbildern des Filtermediums zu ermitteln, die bevorzugt mittels tomographischer Methoden erzeugt wurden. Erfindungswesentlich ist bei dem hier vorgestellten Verfahren, dass Bildinformationen, die von den das Filtermedium ausbildenden Fasern erzeugt werden, gezielt entfernt werden, bevor die Schnittbilder bezüglich der im Filtermedium vorhandenen Partikel mittels Bildanalyse weiter ausgewertet werden. Im Ergebnis ermöglicht das Verfahren eine Ermittlung der Verteilung der im Filtermedium vorhandenen Partikeln.The basic idea of the invention is therefore to determine the loading of a filter medium with particles by image analysis of sectional images of the filter medium, which were preferably produced by means of tomographic methods. Essential to the invention in the method presented here is that image information which is generated by the fibers forming the filter medium is purposefully removed before the slice images with respect to the particles present in the filter medium are further evaluated by means of image analysis. As a result, the method makes it possible to determine the distribution of the particles present in the filter medium.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Bestimmen der Beladung eines Filtermediums mit Partikeln umfasst einen ersten Verfahrensschritt, in welchem eine Mehrzahl von Schnittbildern des zu untersuchenden Filtermediums bereitgestellt wird. In einem zweiten Verfahren wird aus der Mehrzahl von Schnittbildern ein erstes Abbild der räumlichen Struktur des Filtermediums erzeugt. In einem dritten Schritt werden in dem Filtermedium vorhandene erste Fasern durch Helligkeits- und/oder Farbanalyse des ersten Abbilds erkannt. In einem vierten Schritt wird aus dem ersten Abbild durch Entfernen der im dritten Schritt erkannten ersten Fasern ein zweites Abbild der räumlichen Struktur des zu untersuchenden Filtermediums erzeugt. In einem fünften Schritt werden in dem Filtermedium vorhandenen zweiten Fasern in dem zweiten Abbild durch Form- und/oder Konturanalyse des zweiten Abbilds erkannt. In einem sechsten Schritt wird ein drittes Abbild der räumlichen Struktur des zu untersuchenden Filtermediums durch Entfernen der in Schritt e) erkannten zweiten Fasern aus dem zweiten Abbild erzeugt. In einem siebten Schritt werden die in dem Filtermedium vorhandenen Partikel aus dem dritten Abbild der räumlichen Struktur erkannt. Die Partikel, welche teilweise zusammenhängen können, können mit Hilfe geometrischer Methoden, unter Zuhilfenahme der Grauwerte, in Einzelpartikel "zerlegt" werden.An inventive method for determining the loading of a filter medium with particles comprises a first method step, in which a plurality of sectional images of the filter medium to be examined is provided. In a second method, a first image of the spatial structure of the filter medium is generated from the plurality of sectional images. In a third step, first fibers present in the filter medium are detected by brightness and / or color analysis of the first image. In a fourth step, a second image of the spatial structure of the filter medium to be examined is generated from the first image by removing the first fibers identified in the third step. In a fifth step, second fibers present in the filter medium are detected in the second image by shape and / or contour analysis of the second image. In a sixth step, a third image of the spatial structure of the filter medium to be examined is generated by removing the second fibers detected in step e) from the second image. In a seventh step, the particles present in the filter medium are recognized from the third image of the spatial structure. The particles, which can be partially connected, can be "decomposed" into individual particles with the aid of geometric methods, with the aid of gray values.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann uneingeschränkt auf verschiedene Filtermedien angewandt werden. Darunter fallen insbesondere Luftfilter, Innenraumfilter, Ölfilter und Kraftstofffilter.The inventive method can be applied without restriction to various filter media. These include, in particular, air filters, cabin filters, oil filters and fuel filters.

Besonders zweckmäßig kann die Mehrzahl von Schnittbildern des zu untersuchenden Filtermediums mittels Tomographie, vorzugsweise mittels Computer-Tomographie, erzeugt werden. Derartige Vorrichtungen, insbesondere in Form von Computer-Tomographen, zur Durchführung bildgebender tomographischer Verfahren erlauben die Erzeugung der gewünschten Schnittbilder mit hoher Auflösung und, im Hinblick auf die Positionierung und Ausrichtung der einzelnen Schnittbilder relativ zueinander und relativ zum Filtermedium, mit hoher Flexibilität.Particularly suitably, the plurality of sectional images of the filter medium to be examined can be generated by means of tomography, preferably by means of computer tomography. Such devices, in particular in the form of computer tomographs, for performing tomographic imaging methods allow the generation of the desired high-resolution sectional images and, with regard to the positioning and alignment of the individual sectional images relative to one another and relative to the filter medium, with high flexibility.

Bevorzugt besitzen die ersten Fasern eine geringere Massendichte als die im Filtermedium vorhandenen, zu detektierenden Partikel. Dies hat zur Folge, dass die ersten Fasern in dem ersten Abbild einen anderen Farb-Wert bzw. Grau-Wert aufweisen als die zu bestimmenden Partikel.The first fibers preferably have a lower mass density than the particles to be detected present in the filter medium. As a result, the first fibers in the first image have a different color value or gray value than the particles to be determined.

Bei einer vereinfachten, besonders zweckmäßigen Variante kann auf die Durchführung der Schritte e) und f) des erfindungsgemäßen Verfahrens verzichtet werden, wenn bekannt ist, dass im Filtermedium keine zweiten Fasern vorhanden sind. In solch einem Fall kann die Erstellung eines dritten Abbilds aus dem zweiten Abbild entfallen; da der Berechnungsaufwand zur Erkennung der zweiten Fasern vollständig entfällt, reduziert sich der gesamte, für die Bildanalyse erforderliche Rechenaufwand in nicht unerheblichem Maße.In a simplified, particularly expedient variant can be dispensed with the implementation of steps e) and f) of the method according to the invention, if it is known that no second fibers are present in the filter medium. In such a case, the creation of a third image from the second image may be omitted; Since the calculation effort for the detection of the second fibers is completely eliminated, the total amount of computation required for the image analysis is reduced to a considerable extent.

Besonders bevorzugt sind die zweiten Fasern längsförmig ausgebildet und besitzen eine Faserlänge, die mindestens das Dreifache, vorzugsweise mindestens das Zehnfache, einer quer zur Faserlänge gemessenen Faserbreite beträgt. Die längsförmige Gestalt der zweiten Fasern erleichtert bei dieser Variante auch die Konturerkennung der Fasern bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.Particularly preferably, the second fibers are formed longitudinally and have a Fiber length which is at least three times, preferably at least ten times, a fiber width measured transversely to the fiber length. The longitudinal shape of the second fibers in this variant also facilitates the contour recognition of the fibers when carrying out the method according to the invention.

Besonders bevorzugt sind die zweiten Fasern Glasfasern oder umfassen solche Glasfasern. Most preferably, the second fibers are glass fibers or include such glass fibers.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann das erfindungsgemäße Verfahren einen zusätzlichen Verfahrensschritt h) umfassen, gemäß welchem eine Verteilungsfunktion der Partikel in dem Filtermedium bestimmt wird. According to an advantageous development, the method according to the invention may comprise an additional method step h) according to which a distribution function of the particles in the filter medium is determined.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Filtermedium eine vorbestimmte Dicke auf, welche entlang einer vorbestimmten Richtung gemessen wird. Besonders bevorzugt ist diese Richtung identisch mit einer Hauptdurchströmungsrichtung des zu filternden Fluids durch das Filtermedium. Die Verteilungsfunktion gibt dann dabei Anzahl und/oder das Volumen der im Filtermedium vorhandenen Partikel in Abhängigkeit von der Eindringtiefe – entlang der Richtung R – wieder.In an advantageous development, the filter medium has a predetermined thickness, which is measured along a predetermined direction. Particularly preferably, this direction is identical to a main flow direction of the fluid to be filtered through the filter medium. The distribution function then returns the number and / or the volume of the particles present in the filter medium as a function of the penetration depth along the direction R - again.

Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst das Verfahren einen zusätzlichen Schritt i), gemäß welchem eine graphische Darstellung der in Schritt h) bestimmten Verteilungsfunktion erzeugt wird. Dies erlaubt eine übersichtliche Wiedergabe der mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielten Analyseergebnisse.In a further advantageous development, the method comprises an additional step i) according to which a graphical representation of the distribution function determined in step h) is generated. This allows a clear reproduction of the analysis results obtained by means of the method according to the invention.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bildet die Mehrzahl von Schnittbildern Filtermedium in jeweiligen Bildebenen ab, die senkrecht zur vorbestimmten Richtung und vorzugsweise im Abstand zueinander angeordnet sind. Dies bedeutet, dass jedes Schnittbild einer jeweiligen Bildebene zugeordnet ist. Dies hat zur Folge, so dass jedes Schnittbild einer jeweiligen Bildebene zugeordnet ist. Auf diese Weise lässt sich die Verteilung der Partikel im Filtermedium über die gesamte Dicke des Filtermediums hinweg bestimmen. In a further preferred embodiment, the plurality of sectional images form filter medium in respective image planes, which are arranged perpendicular to the predetermined direction and preferably at a distance from each other. This means that each sectional image is assigned to a respective image plane. As a result, each slice image is associated with a respective image plane. In this way, the distribution of the particles in the filter medium can be determined over the entire thickness of the filter medium.

Die Erfindung betrifft ferner eine Auswertungseinrichtung, die zur Durchführung des vorangehend vorgestellten Verfahrens eingerichtet/programmiert ist. Die oben erläuterten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragen sich daher auch auf die erfindungsgemäße Auswertungseinrichtung.The invention further relates to an evaluation device which is set up / programmed for carrying out the method presented above. The above-explained advantages of the method according to the invention are therefore also transferred to the evaluation device according to the invention.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch:It show, each schematically:

1 beispielhaft eine Mehrzahl von Schnittbildern des zu untersuchenden Filtermediums, 1 by way of example a plurality of sectional images of the filter medium to be examined,

2a ein mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugtes erstes Abbild des Filtermediums, 2a a first image of the filter medium produced by means of the method according to the invention,

2b, 3a ein aus dem ersten Abbild berechnetes zweites Abbild des Filtermediums, 2 B . 3a a second image of the filter medium calculated from the first image,

3a, b ein aus dem zweiten Abbild berechnetes drittes Abbild des Filtermediums, 3a , b is a third image of the filter medium calculated from the second image,

4 beispielhaft eine graphische Darstellung der mittels des Verfahrens berechneten Verteilung der Partikel im Filtermedium. 4 by way of example a graphical representation of the calculated by the method distribution of the particles in the filter medium.

1 zeigt beispielhaft eine Mehrzahl von Schnittbildern 5 des zu untersuchenden Filtermediums 3. Die Schnittbilder 5 können beispielsweise mit Hilfe eines in 1 nicht dargestellten Computer-Tomographen erzeugt werden. 1 shows by way of example a plurality of sectional images 5 of the filter medium to be examined 3 , The sectional images 5 For example, with the help of an in 1 Computer tomographs not shown are generated.

Das zu untersuchende Filtermedium 3 kann als mehrlagiges Filterelement 10 realisiert sein und entlang einer vorbestimmten Richtung R eine Dicke d aufweisen. Diese vorbestimmte Richtung R ist bevorzugt identisch zu einer Hauptdurchströmungsrichtung gewählt, entlang welcher das zu filternde Fluid durch das Filtermediums 3 strömt. Das Filtermedium 3 kann beispielsweise entlang der Richtung R eine Meltblown-Schicht sowie eine oder mehrere Cellulose-Schichten aufweisen.The filter medium to be examined 3 can as a multi-layer filter element 10 be realized and along a predetermined direction R have a thickness d. This predetermined direction R is preferably selected to be identical to a main flow direction, along which the fluid to be filtered through the filter medium 3 flows. The filter medium 3 For example, along the direction R, a meltblown layer and one or more layers of cellulose may be included.

Die Mehrzahl von Schnittbildern 5 bilden das Filtermedium 3 in jeweiligen Bildebenen 15 ab, die senkrecht zur Richtung R angeordnet und im Abstand zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise wird jedes Schnittbild 5 einer jeweiligen Bildebene 15 zugeordnet. The majority of sectional images 5 form the filter medium 3 in each picture plane 15 from which are arranged perpendicular to the direction R and spaced from each other. In this way, each cross-sectional image 5 a respective image plane 15 assigned.

Die in 1 grobschematisch dargestellte Mehrzahl von Schnittbildern 5 wird in einem Schritt a) des Verfahrens der Auswertungseinrichtung zur Auswertung und Verarbeitung bereitgestellt. In the 1 roughly illustrated plurality of sectional images 5 is provided in a step a) of the method of the evaluation device for evaluation and processing.

In einem weiteren Schritt b) des Verfahrens wird aus der Mehrzahl von Schnittbildern 5 ein erstes Abbild 6 der räumlichen Struktur des Filtermediums erzeugt. Ein solches Abbild ist 6 exemplarisch in 2a dargestellt. Wie 2 erkennen lässt, kann das erste Abbild 6 eine das Filtermedium 3 beschreibende Volumengrafik 7 sein. Man erkennt, dass im Filtermedium 3 eine Vielzahl von Partikeln 8 – beispielsweise Sandpartikel – vorhanden sein können, die im Betrieb des Filtermediums aus dem zu filternden Fluid separiert worden sind. In a further step b) of the method becomes from the plurality of sectional images 5 a first image 6 the spatial structure of the filter medium generated. Such an image is 6 exemplary in 2a shown. As 2 lets recognize the first image 6 one the filter medium 3 descriptive volume graphic 7 be. It can be seen that in the filter medium 3 a variety of particles 8th - For example, sand particles - may be present, which have been separated during operation of the filter medium from the fluid to be filtered.

In einem weiteren Schritt c) werden durch Helligkeitsanalyse des ersten Abbildes 6a im Filtermedium 3 vorhandene erste Fasern 9a erkannt. Die ersten Fasern 9a besitzen typischerweise eine niedrigere Massendichte als die im Filtermedium 3 vorhandenen, zu detektierenden Partikel 8, so dass sie in dem ersten Abbild 8 einen anderen Farb-Wert bzw. Grau-Wert aufweisen als die zu bestimmenden Partikel 8. Diese ersten Fasern 9a werden in Verfahrensschritt d) aus dem ersten Abbild entfernt, und auf diese Weise ein zweites Abbild 6b erzeugt. Mit anderen Worten, das zweite Abbild 6b entspricht dem ersten Abbild 6a, jedoch ohne die in dem ersten Abbild 6a noch enthaltenen ersten Fasern 9a. Das zweite Abbild 6b ist in 2b gezeigt. In a further step c) by brightness analysis of the first image 6a in the filter medium 3 existing first fibers 9a recognized. The first fibers 9a typically have a lower mass density than that in the filter medium 3 existing, to be detected particles 8th so she in the first image 8th have a different color value or gray value than the particles to be determined 8th , These first fibers 9a are removed in step d) from the first image, and in this way a second image 6b generated. In other words, the second image 6b corresponds to the first image 6a but without those in the first image 6a still contained first fibers 9a , The second image 6b is in 2 B shown.

In analoger Weise werden in einem Schritt e) durch Form- und/oder Konturanalyse des zweiten Abbilds 6b in dem Filtermedium vorhandene zweite Fasern 9b erkannt. Im Beispielszenario sind die zweiten Fasern 9b Glasfasern. Besagte Glasfasern sind längsförmig ausgebildet und besitzen eine Faserlänge, die mindestens das Dreifache einer quer zur Faserlänge gemessenen Faserbreite beträgt. In an analogous manner, in a step e) by shape and / or contour analysis of the second image 6b in the filter medium existing second fibers 9b recognized. In the example scenario, the second fibers are 9b Glass fibers. Said glass fibers are elongated and have a fiber length which is at least three times a fiber width measured transversely to the fiber length.

Bevorzugt ist eine Variante, bei welcher die Faserlänge mindestens das Zehnfache der Faserbreite beträgt.Preferred is a variant in which the fiber length is at least ten times the fiber width.

Die 3a zeigt das zweite Abbild 6b mit den darin enthaltenen, längsförmigen zweiten Fasern 9b. Die zweiten Fasern 9b werden in Verfahrensschritt f) aus dem zweiten Abbild 6b entfernt, und auf diese Weise ein drittes Abbild 6c erzeugt. Mit anderen Worten, das dritte Abbild 6c entspricht dem zweiten Abbild, jedoch ohne die in dem zweiten Abbild 6b noch enthaltenen ersten Fasern 9a. The 3a shows the second image 6b with the longitudinal second fibers contained therein 9b , The second fibers 9b become in process step f) from the second image 6b removed, and in this way a third image 6c generated. In other words, the third image 6c corresponds to the second image, but without those in the second image 6b still contained first fibers 9a ,

In dem von der Bildinformation der ersten und zweiten Fasern 9a, 9b bereinigten dritten Abbild 6c der räumlichen Struktur werden in einem weiteren Verfahrensschritt g) die in dem Filtermedium 3 verbleibenden Partikel erkannt. Dies geschieht vorzugsweise mittels Bildanalyse des dritten Abbilds 6c.In the image information of the first and second fibers 9a . 9b cleaned third image 6c The spatial structure in a further process step g) in the filter medium 3 remaining particles detected. This is preferably done by means of image analysis of the third image 6c ,

In einer Variante des Verfahrens kann auf die Durchführung der Schritte e) und f) verzichtet werden, wenn bereits vor Durchführung des Verfahrens bekannt ist, dass im Filtermedium keine zweiten Fasern vorhanden sind.In a variant of the method, the execution of steps e) and f) can be dispensed with if it is already known before the method is carried out that no second fibers are present in the filter medium.

Das Verfahren kann einen zusätzlichen Verfahrensschritt h) umfassen, gemäß welchem eine Verteilungsfunktion 11 der Partikel 8 in dem Filtermedium 3 bestimmt wird. In einem weiteren Verfahrensschritt i) kann diese Verteilungsfunktion 11 graphisch dargestellt werden.The method may comprise an additional method step h) according to which a distribution function 11 the particle 8th in the filter medium 3 is determined. In a further method step i), this distribution function 11 graphically displayed.

Eine solche graphische Darstellung in Form eines Balkendiagramms ist exemplarisch in 4 gezeigt. Entlang der Abszisse ist die Richtung R aufgetragen. Entlang der Ordinate ist das Volumen der Partikel an Position R relativ zum Gesamtvolumen der Partikel aufgetragen.Such a graphical representation in the form of a bar chart is exemplary in 4 shown. Along the abscissa the direction R is plotted. Along the ordinate, the volume of the particles at position R is plotted relative to the total volume of the particles.

Wie 4 anschaulich belegt, gibt die Verteilungsfunktion 11 Informationen über die Anzahl der Partikel 8 sowie deren Volumen entlang der Richtung R im Filtermedium 3 wieder. Die einzelnen, entlang der Abszisse dargestellten Balken 13 geben jeweils die Anzahl an Partikel 8, wieder, wobei in jedem einzelnen Balken 13 graphisch zwischen verschiedenen Partikel-Volumina unterschieden wird. Die Legende 12 definiert die verschiedenen Volumina der Partikel 8.As 4 clearly assigned, indicates the distribution function 11 Information about the number of particles 8th and their volume along the direction R in the filter medium 3 again. The individual bars shown along the abscissa 13 each give the number of particles 8th , again, taking in every single bar 13 is graphically distinguished between different particle volumes. The legend 12 defines the different volumes of the particles 8th ,

Claims (11)

Verfahren zum Bestimmen der Beladung eines Filtermediums (3) mit Partikeln (8), umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen einer Mehrzahl von Schnittbildern (5) des zu untersuchenden Filtermediums (3), b) Erzeugen eines ersten Abbilds (6a) der räumlichen Struktur des Filtermediums (3) aus der Mehrzahl von Schnittbildern (5), c) Erkennen von in dem Filtermedium (3) vorhandenen ersten Fasern (9a) durch Helligkeitsanalyse des ersten Abbilds (6a), d) Erzeugen eines zweiten Abbilds (6b) der räumlichen Struktur des zu untersuchenden Filtermediums (3) durch Entfernen der in Schritt c) erkannten ersten Fasern (9a) aus dem ersten Abbild (6a), e) Erkennen von in dem Filtermedium (3) vorhandenen zweiten Fasern (9b) in dem zweiten Abbild (6b) durch Form- und/oder Konturanalyse des zweiten Abbilds (6a), f) Erzeugen eines dritten Abbilds (6c) der räumlichen Struktur des zu untersuchenden Filtermediums durch Entfernen der in Schritt e) erkannten zweiten Fasern (9b) aus dem zweiten Abbild (6b), g) Erkennen der in dem Filtermedium (3) vorhandenen Partikel (8) aus dem dritten Abbild der räumlichen Struktur.Method for determining the loading of a filter medium ( 3 ) with particles ( 8th ), comprising the following steps: a) providing a plurality of sectional images ( 5 ) of the filter medium to be examined ( 3 b) generating a first image ( 6a ) the spatial structure of the filter medium ( 3 ) from the plurality of sectional images ( 5 ), c) detecting in the filter medium ( 3 ) existing first fibers ( 9a ) by brightness analysis of the first image ( 6a d) generating a second image ( 6b ) the spatial structure of the filter medium to be examined ( 3 ) by removing the first fibers recognized in step c) ( 9a ) from the first image ( 6a ), e) detecting in the filter medium ( 3 ) existing second fibers ( 9b ) in the second image ( 6b ) by shape and / or contour analysis of the second image ( 6a f) generating a third image ( 6c ) of the spatial structure of the filter medium to be examined by removing the second fibers (e) detected in step e) ( 9b ) from the second image ( 6b g) Detecting the in the filter medium ( 3 ) existing particles ( 8th ) from the third image of the spatial structure. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Schnittbildern (5) des zu untersuchenden Filtermediums (3) mittels Tomographie, vorzugsweise mittels Computer-Tomographie, erzeugt wird. Method according to claim 1, characterized in that the plurality of sectional images ( 5 ) of the filter medium to be examined ( 3 ) is generated by means of tomography, preferably by means of computer tomography. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Fasern (9a) eine geringere Massendichte besitzen als die im Filtermedium vorhandenen, mittels des Verfahren zu bestimmenden Partikel (8), so dass sie in dem ersten Abbild (6a) einen anderen Farb-Wert bzw. Grau-Wert aufweisen als die Partikel (8).Method according to claim 1 or 2, characterized in that the first fibers ( 9a ) have a lower mass density than the particles to be determined by the method ( 8th ), so that in the first image ( 6a ) have a different color value or gray value than the particles ( 8th ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Durchführung der Schritte e) und f) verzichtet wird, wenn bereits vor Durchführung des Verfahrens bekannt ist, dass im Filtermedium (3) keine zweiten Fasern (9b) vorhanden sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that it is dispensed with the implementation of steps e) and f), if it is already known before carrying out the method that in the filter medium ( 3 ) no second fibers ( 9b ) available. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Fasern (9b) längsförmig ausgebildet sind und die eine Faserlänge besitzen, die mindestens das Dreifache, vorzugsweise mindestens das Zehnfache, einer quer zur Faserlänge gemessenen Faserbreite beträgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the second fibers ( 9b ) are formed longitudinally and which have a fiber length which is at least three times, preferably at least ten times, a fiber width measured transversely to the fiber length. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Fasern (9b) Glasfasern sind oder umfassen.Method according to claim 5, characterized in that the second fibers ( 9b ) Are or include glass fibers. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass umfassend den folgenden zusätzlichen Schritt h): h) Bestimmen einer Verteilungsfunktion (11) der Partikel (8) in dem Filtermedium (3).Method according to one of the preceding claims, characterized in that comprising the following additional step h): h) determining a distribution function ( 11 ) of the particles ( 8th ) in the filter medium ( 3 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (3) eine vorbestimmte Dicke (d) aufweist, die entlang einer vorbestimmten Richtung (R) gemessen wird, wobei die Verteilungsfunktion (11) die Anzahl und/oder das Volumen, der im Filtermedium (3) vorhandenen Partikel (8) in Abhängigkeit von dieser Richtung (R) wiedergibt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the filter medium ( 3 ) has a predetermined thickness (d) measured along a predetermined direction (R), the distribution function (d) 11 ) the number and / or volume in the filter medium ( 3 ) existing particles ( 8th ) depending on this direction (R). Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, umfassend den folgenden zusätzlichen Schritt i): i) Erzeugen einer graphischen Darstellung der in Schritt h) bestimmten Verteilungsfunktion (11).Method according to claim 7 or 8, comprising the following additional step i): i) generating a graphical representation of the distribution function determined in step h) ( 11 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Schnittbildern (5) das Filtermedium (3) in jeweiligen Bildebenen (15) abbildet, die senkrecht zur vorbestimmten Richtung (R) angeordnet und vorzugsweise im Abstand zueinander angeordnet sind, so dass jedes Schnittbild (5) einer jeweiligen Bildebene zugeordnet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the plurality of sectional images ( 5 ) the filter medium ( 3 ) in respective image planes ( 15 ), which are arranged perpendicular to the predetermined direction (R) and are preferably arranged at a distance from each other, so that each sectional image ( 5 ) is assigned to a respective image plane. Auswertungseinrichtung, die zur Durchführung zumindest der Verfahrensschritte b) bis g) des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet/programmiert ist.Evaluation device which is set up / programmed for carrying out at least the method steps b) to g) of the method according to one of the preceding claims.
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