KR20200003497A - Particle shape analysis device - Google Patents
Particle shape analysis device Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200003497A KR20200003497A KR1020180076341A KR20180076341A KR20200003497A KR 20200003497 A KR20200003497 A KR 20200003497A KR 1020180076341 A KR1020180076341 A KR 1020180076341A KR 20180076341 A KR20180076341 A KR 20180076341A KR 20200003497 A KR20200003497 A KR 20200003497A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- particle
- particles
- powder
- image
- rotating member
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 277
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 84
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 23
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 8
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012905 visible particle Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
- G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means
- G01N15/0227—Investigating particle size or size distribution by optical means using imaging; using holography
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
- G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means
- G01N2015/025—Methods for single or grouped particles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N2015/1029—Particle size
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N2015/103—Particle shape
-
- G01N2015/1087—
-
- G01N2015/1093—
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 입자 분석 장치에 관한 것으로서 상세하게는 입자를 적절하게 분산시켜 입자의 크기, 분포 및 입자 형태를 분석하는 입자 분석 장치와 관련된다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a particle analysis device, and more particularly, to a particle analysis device for properly dispersing particles to analyze particle size, distribution, and particle shape.
일반적으로 프레스 금형을 이용한 성형, 사출을 이용한 성형, 3차원 프린터 등의 분야에서 분말을 원료로 성형이 이루어지는 경우가 많이 있다.In general, in the fields of molding using a press die, molding using an injection molding, and a three-dimensional printer, molding is often performed as a raw material.
이와 같이 분말을 원료로 하는 생산공정에서 입자의 크기, 분포 및 정확한 입자 형태의 측정은 필수적이다. 이러한 입자 특성의 분석은 최종 물질의 물리적, 화학적 및 기계적 성질을 파악하는데 중요한 분석 정보로 사용된다.As such, it is essential to measure particle size, distribution, and precise particle shape in a powder-based production process. Analysis of these particle characteristics is used as important analytical information to determine the physical, chemical and mechanical properties of the final material.
입자의 크기, 분포 및 형태 등 입자의 특성을 분석하는 측정 장치의 한 형태로서 대한민국 등록특허 10-1363370호가 개시되어 있다. 선행기술에서는 영상패턴 분석에 의하여 벨트 컨베이어에 의해 이송 중인 원료광의 개별 입자 크기를 실시간으로 측정해 낼 수 있는 원료광 입자 크기 판독 장치 및 판독 방법을 제시하고 있다.Korean Patent No. 10-1363370 has been disclosed as a form of a measuring device for analyzing the characteristics of particles such as particle size, distribution and shape. The prior art proposes a raw light particle size reading device and a reading method capable of measuring in real time the individual particle size of raw light being transported by a belt conveyor by image pattern analysis.
하지만 입자의 크기, 분포 및 형태를 정확하게 측정하기 위해서는 입자가 평면으로 고르게 분산이 될 필요가 있다. 이는 입자의 크기가 100㎛ 이하의 작은 입자에서 특히 중요하다. 선행기술에서는 입자를 분산시키는 기술에 대해서는 제시하지 못하고 촬영된 입자를 분석하는 방법에 대해서만 제시하고 있어 다수의 입자가 모여 있는 경우에는 정확한 분석이 어렵다.However, in order to accurately measure the size, distribution and shape of the particles, the particles need to be evenly distributed in the plane. This is particularly important for small particles whose particle size is 100 μm or less. The prior art does not suggest a technique for dispersing particles, but only a method for analyzing photographed particles, so that accurate analysis is difficult when a large number of particles are collected.
본 발명은 입자가 고르게 분산될 수 있도록 하여 입자의 크기, 분포 및 형태 등의 입자 특성을 분석하기 용이하게 하며, 정확하게 입자의 특성을 분석할 수 있게 하는 입자 분석 장치를 제시한다. The present invention provides a particle analysis apparatus that allows particles to be evenly dispersed, thereby facilitating analysis of particle characteristics such as particle size, distribution, and shape, and accurately analyzing particle characteristics.
그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다. Other detailed objects of the present invention will be apparently understood and understood by those skilled in the art through the following detailed description.
위 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 실시예로, 입자를 분석하기 위한 장치로서, 몸체부, 상기 몸체부의 상부에 설치되고, 저장된 분말을 이동시키는 이동부재를 구비하며, 상기 이동부재에 의해 상기 분말이 이동된 후 낙하되도록 함으로써 입자를 공급하는 입자공급부, 상기 입자공급부와 이격되어 상기 몸체부의 하부에 설치되고, 회전하는 회전부재를 구비하며, 상기 입자공급부로부터 낙하된 입자가 상기 회전부재에 낙하된 후 상기 회전부재와 함께 회전하면서 입자가 분산되는 입자분산부 및 상기 몸체부의 상부에 설치되는 영상촬영수단을 구비하고 상기 영상촬영수단으로 상기 입자분산부에 의해 분산된 입자를 촬영하는 입자촬영부를 포함하는 입자 분석 장치를 제시한다.In order to solve the above problems, the present invention is an embodiment for analyzing the particles, the body portion, which is provided on the upper portion of the body portion, provided with a moving member for moving the stored powder, the powder by the moving member A particle supply unit for supplying particles by dropping the particles after being moved, and installed at a lower portion of the body part while being spaced apart from the particle supply unit, and having a rotating member rotating therein, wherein particles dropped from the particle supply unit are dropped onto the rotating member. And a particle photographing unit having a particle dispersing unit in which particles are dispersed while rotating together with the rotating member, and an image photographing means installed on an upper portion of the body part, and photographing particles dispersed by the particle dispersing unit by the image photographing means. A particle analysis apparatus is described.
여기에서 상기 입자공급부는, 분말을 저장하는 공간이 형성되는 호퍼 및 상기 호퍼의 분말 저장 공간을 관통하여 설치되고, 회전에 의해 나사홈으로 분말이 이동하여 상기 호퍼의 외측으로 배출 및 낙하되도록 하는 스크류를 포함할 수 있다.Here, the particle supply unit is installed through the hopper and the powder storage space of the hopper is formed a space for storing the powder, the screw to move the powder to the screw groove by rotation to discharge and fall to the outside of the hopper It may include.
또한 상기 입자공급부의 상기 스크류와 상기 입자분산부의 상기 회전부재는 회전하는 속도의 조절이 가능하도록 이루어지고 상기 스크류와 상기 회전부재의 속도를 조절함으로써 상기 입자의 분산량을 조절할 수 있도록 이루어질 수 있다.In addition, the screw of the particle supply portion and the rotating member of the particle dispersing portion is made to be able to adjust the speed of rotation and can be made to adjust the amount of dispersion of the particles by adjusting the speed of the screw and the rotating member.
한편 상기 호퍼의 전부 또는 일부는 투명하게 이루어져 상기 호퍼에 저장된 분말의 양을 알 수 있도록 할 수 있다.Meanwhile, all or part of the hopper may be made transparent so that the amount of powder stored in the hopper may be known.
여기에서 상기 입자촬영부는, 상기 입자의 영상을 획득하는 카메라 및 상기 카메라의 하부에 배치되고 상기 입자를 비추는 엘이디 조명을 포함하고, 상기 카메라 하부의 엘이디 조명을 통해서 입자의 뒷면을 조명하여 흑색의 이미지를 추출하는 구조일 수 있다.Here, the particle photographing unit includes a camera for acquiring an image of the particle and an LED light disposed under the camera to illuminate the particles, and illuminates the back side of the particle through the LED illumination of the lower part of the camera to display a black image. It may be a structure for extracting.
한편 상기 입자촬영부는, 상기 카메라의 상하 이동이 가능한 이동 수단을 구비하고, 상기 카메라의 초점이 맞지 않은 경우 상기 카메라의 상하 이동을 통하여 복수의 영상을 취득하고, 취득된 복수의 상기 영상으로부터 초점의 위치를 파악하며, 해당 초점의 위치에서 취득된 영상으로 입자의 특성을 분석할 수 있다.On the other hand, the particle photographing unit includes a moving means capable of vertically moving the camera, and when the camera is not in focus, acquires a plurality of images through the vertical movement of the camera, The location can be identified and the characteristics of the particles can be analyzed with the image acquired at the location of the focal point.
상기 입자 분석 장치는, 상기 입자촬영부에 의해 촬영된 입자의 특성을 분석하는 입자분석부를 더 포함하고, 상기 입자분석부는, 이미지 분리 알고리즘을 사용하여 중첩된 분말 영상의 분리를 통하여 정확한 입자 분석이 가능하게 할 수 있다.The particle analysis device may further include a particle analyzer that analyzes characteristics of particles photographed by the particle photographing unit, and the particle analyzer includes accurate particle analysis through separation of superimposed powder images using an image separation algorithm. You can do that.
본 발명의 실시예에 따르면, 입자를 고르게 분산시킨 후 입자의 크기, 형상 등을 측정할 수 있으므로 정확하게 입자의 특성을 분석할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, since the size, shape, etc. of the particles can be measured after the particles are evenly dispersed, there is an effect of accurately analyzing the characteristics of the particles.
또한 입자에 별도의 처리를 하지 않고 간단한 방법으로 분석이 가능하므로 분말 원료를 생산 및 사용하는 과정에서 시료를 채취하여 입자의 특성을 분석할 수 있고 입자의 특성을 분석하는데 소요되는 시간을 단축하여 원료의 입도 변화에 신속하게 대응할 수 있다.In addition, since the particles can be analyzed by a simple method without additional processing, the particles can be sampled during the production and use of powder raw materials to analyze the characteristics of the particles, and the time required to analyze the characteristics of the particles can be shortened. It can respond quickly to changes in particle size.
또한 영상 처리를 통해 원료의 입도가 원하는 크기에 해당하는지 모니터링할 수 있으므로 고품질의 소결광을 생산할 수 있고 생산성도 향상시킬 수 있으며 작업자의 업무 부담도 경감시킬 수 있다.In addition, through image processing, it is possible to monitor whether the raw material size corresponds to the desired size, thereby producing high-quality sintered ore, improving productivity, and reducing the burden on the worker.
그 외 본 발명의 효과들은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여, 또는 본 발명을 실시하는 과정 중에 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다. Other effects of the present invention will be apparent to and understood by those skilled in the art through the following detailed description or in the course of carrying out the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입자 분석 장치의 사시도.
도 2는 도 1의 입자 분석 장치의 분해 사시도.
도 3은 도 1의 입자 분석 장치에서 입자의 분산 및 촬영이 이루어지는 것을 개념적으로 나타낸 도면.
도 4는 입자분석부에서 입자의 형상을 추출하는 과정을 나타내는 순서도.
도 5는 입자분석부에서 영상처리된 데이터의 한 예를 나타낸 도면
도 6은 도 1의 입자 분석 장치의 작동 과정을 나타내는 순서도.
도 7은 도 1의 입자 분석 장치를 사용하여 촬영된 입자의 영상을 나타내는 도면.1 is a perspective view of a particle analysis device according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of the particle analysis device of FIG.
3 is a view conceptually showing that the particles are dispersed and photographed in the particle analysis device of FIG. 1.
Figure 4 is a flow chart illustrating a process of extracting the shape of the particles in the particle analyzer.
5 is a diagram illustrating an example of data processed by a particle analyzer;
6 is a flow chart showing the operation of the particle analysis device of FIG.
7 is a view showing an image of particles photographed using the particle analysis device of FIG.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.The above-described features and effects of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, and thus, those skilled in the art to which the present invention pertains may easily implement the technical idea of the present invention. Could be. As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosure, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 입자 분석 장치에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일유사한 구성에 대해서는 동일유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.Hereinafter, a particle analyzing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present specification, the same reference numerals are used to designate similar components in different embodiments, and the description thereof is replaced with the first description.
일반적으로 분말 입자의 특성을 측정하기 위하여 현미경을 이용하는 경우가 많다. 이 경우 현미경의 슬라이드 글라스 위에 분말을 올려놓고 분말 측정 프로그램을 사용하여 측정을 하게 된다. 분말의 형상 및 크기를 측정하기 위해서는 분말이 겹치지 않게 분산이 되어야 한다.하지만 직경이 50㎛ 내외의 분말을 슬라이드 글라스 위에 고르게 분포시키는 것은 쉽지 않다.In general, a microscope is often used to measure the properties of powder particles. In this case, the powder is placed on the slide glass of the microscope and measured using a powder measuring program. In order to measure the shape and size of the powder, the powder must be dispersed without overlapping, but it is not easy to evenly distribute the powder of about 50㎛ on the slide glass.
또한 현미경에서 볼 수 있는 영역은 10배의 광학 배율을 가진 대물 렌즈를 사용할 때 1mm 내외이고, 볼 수 있는 입자의 갯수는 50개 내외이다. 이와 같이 볼 수 있는 입자의 갯수가 한정이 되므로 측정의 정확도를 높이기 위해서는 샘플링 데이터의 양을 늘릴 필요가 있다. 또한 이를 위해서는 여러 영역을 보아야 할 필요가 있는데 이러한 작업 역시 쉽지 않은 일이다.In addition, the visible area of the microscope is about 1mm when using an objective lens with a 10x optical magnification, and the number of visible particles is about 50. Since the number of visible particles is limited, it is necessary to increase the amount of sampling data in order to increase the accuracy of the measurement. In addition, to do this, it is necessary to look at various areas, which is not easy.
예를 들어 철분(Fe) 계열의 분말은 입자의 크기가 직경 40㎛ 내외로서, 1kg 내에 들어 있는 분말 갯수는 약 37억 개 내외로 구성이 된다. 이러한 37억 개의 분말 중 한번에 볼 수 있는 입자의 갯수는 50개에 불과하므로 샘플링 데이터를 늘리는 것은 어려운 작업이다.For example, the iron-based powder has a particle size of about 40 μm in diameter, and the number of powders contained in 1 kg is about 3.7 billion. Increasing the sampling data is a difficult task because only 50 particles can be seen at a time of these 3.7 billion powders.
본 발명은 분말 입자의 특성을 측정하는 과정에 있어서 수십 ㎛의 입자 크기를 갖는 분말의 분산도를 높이면서 이에 맞는 측정과정을 적용함으로써 입자의 특성을 신속하고 정확하게 측정할 수 있게 하는 입자 분석 장치를 제시하는 것이다.The present invention provides a particle analysis device that can quickly and accurately measure the properties of the particles by applying a measurement process while increasing the dispersion of the powder having a particle size of several tens of micrometers in the process of measuring the properties of the powder particles To present.
본 발명의 실시예에 따른 입자 분석 장치(100)는, 분말 입자(P)의 크기, 분포 및 형태를 분석하기 위한 장치로서, 몸체부(1), 입자공급부(2), 입자분산부(3) 및 입자촬영부(4)를 포함한다.The
몸체부(1)는 입자 분석 장치(100)를 구성하는 각 구성들이 설치되는 뼈대가 된다. 이 몸체부(1)의 상부에는 입자공급부(2)와 입자촬영부(4)의 구성들이 설치되고 몸체부(1)의 하부에는 입자분산부(3)의 구성들이 설치된다.The body portion 1 is a skeleton in which the respective components constituting the
입자공급부(2)는 저장된 분말을 이동시키는 이동부재를 구비하며, 이동부재에 의해 분말이 이동된 후 입자분산부(3)에 낙하되도록 함으로써 입자분산부(3)에 입자를 공급한다.The
입자분산부(3)는 입자공급부(2)와 이격되어 입자공급부(2)의 하부에 설치되는 회전부재(31)를 구비하고, 입자공급부(2)로부터 낙하된 입자가 회전부재(31)에 놓인 후 회전부재(31)와 함께 회전하면서 입자가 분산되도록 한다.The
회전부재(31)가 회전함에 따라 회전부재(31)에 놓여진 입자는 위치가 이동되고 회전부재(31)에서 입자가 놓여지지 않은 부분이 입자공급부(2)의 하부에 놓여짐으로써 입자가 회전부재(31)의 한 곳에 쌓이지 않고 원호 형상을 이루면서 고르게 분산되게 된다.As the rotating
입자촬영부(4)는 몸체부(1)의 상부에 설치되는 영상촬영수단을 구비하고 이 영상촬영수단을 이용하여 입자분산부(3)에 분산되어 놓여진 입자를 촬영한다. 촬영으로 얻어진 영상정보는 분말 입자(P)의 크기, 분포 및 형태를 분석하는 것에 사용된다.The
상술한 바와 같은 입자 분석 장치(100)는 입자가 낙하되는 방식으로 입자분산부(3)에 공급되고 입자가 입자분산부(3)에 놓여진 후 회전하여 이동함으로써 입자가 더 넓게 분산될 수 있고 분산도가 높은 입자를 촬영하는 것이 가능하여 입자의 특성을 더 정확하게 분석할 수 있다.The
이하 각 부의 구성에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the structure of each part is demonstrated in detail with reference to drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입자 분석 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 입자 분석 장치의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 입자 분석 장치에서 입자의 분산 및 촬영이 이루어지는 것을 개념적으로 나타낸 도면이다.1 is a perspective view of a particle analysis device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the particle analysis device of FIG. 1, and FIG. 3 is a conceptual diagram showing that particles are dispersed and photographed in the particle analysis device of FIG. 1. It is a figure shown.
몸체부(1)는 입자 분석 장치(100)의 각 구성들이 장착되고, 수직판(11), 수평판(12) 및 케이싱(13)을 포함한다. 도면을 참조하면 직립하여 배치되는 수직판(11)의 상부에 수평판(12)이 결합되고 수평판(12)의 일측에는 입자공급부(2)가 설치되고 다른 일측에는 입자촬영부(4)가 설치된다.The body part 1 is equipped with respective components of the
입자촬영부(4)가 설치되는 위치에는 영상촬영수단이 입자를 촬영하기 위한 홀(121)이 형성된다. 이 홀(121)은 영상촬영수단의 이동에 대응이 가능하도록 일측으로 길게 장홀로 형성하는 것이 바람직하다.At the position where the
입자공급부(2)는 낙하되는 입자들이 입자분산부(3)의 회전부재(31)에 낙하될 수 있도록 적절한 위치에 설치되고 입자촬영부(4) 역시 낙하되어 입자분산부(3)의 회전부재(31)에 놓여진 입자들이 정확하게 촬영될 수 있도록 적절한 위치에 설치된다.The
한편 케이싱(13)은 입자 분석 장치(100)의 하부에 설치되는데 케이싱(13) 내부에는 회전부재(31)를 회전시키기 위한 구동기(32)가 장착된다. 구동기(32)의 회전축(321)은 케이싱(13) 외측으로 돌출되도록 설치되고 이 회전축(321)에 회전부재(31)가 결합되어 회전하게 된다.On the other hand, the
구동기(32)는 속도조절이 가능한 서버모터를 채용할 수 있으며 구동기(32)와 회전축(321) 사이에는 각종 기어나 감속기 등이 개재될 수 있다.The
입자공급부(2)는 입자분산부(3)에 분말 입자(P)를 분산이 이루어지면서 공급하는 구성으로서 호퍼(21) 및 스크류(22)를 포함하고 스크류(22)를 회전구동시키는 구동기(23)가 구비된다.The
호퍼(21)에는 분말을 저장하는 공간이 형성되고 이 공간에 분말이 투입되어 저장된다. 도면을 참조하면 호퍼(21)는 내측에 경사면을 가지고 단면이 ㄷ자 형상을 가지는 수용체(211)와 수용체(211)의 개방된 일측면을 막는 가림판(212)이 결합되어 이루어진다. 가림판(212)은 결속부재(213)에 의해 수용체(211)에 결합됨으로써 분해 및 조립이 용이하며 호퍼(21)의 청소 및 유지, 보수가 편리하게 이루어질 수 있다.The
한편 호퍼(21)의 전부 또는 일부는 투명하게 이루어져 호퍼(21)에 저장된 분말의 양을 확인할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들면 가림판(212)을 투명한 형태로 함으로써 호퍼(21) 내부의 분말의 양을 확인할 수 있게 구성할 수 있다.Meanwhile, all or part of the
스크류(22)는 호퍼(21)의 분말 저장 공간을 관통하여 설치된다. 스크류(22)가 회전함에 따라 스크류(22)에 형성된 나사홈을 타고 분말이 이동할 수 있다. 이동된 분말은 스크류(22)가 호퍼(21)를 관통한 지점에서 호퍼(21)의 외측으로 배출 및 낙하된다.The
도면을 참조하면 몸체부(1)의 수평판(12) 일측에는 브라켓(24)이 설치된다. 이 브라켓(24)에 구동기(23)가 고정되도록 설치되고 구동기의 앞쪽으로 호퍼(21)가 설치된다. 이때 수평판(12)의 길이를 적절하게 선정하여 호퍼(21)가 적절한 위치에 설치되도록 할 수 있고 이에 따라 호퍼(21)에서 배출되는 분말이 회전부재(31)의 적절한 위치에 낙하되게 할 수 있다. 한편 수평판 위에 다른 판부재(미도시)를 설치하고 이 판부재 위에 호퍼(21)를 설치하면 판부재의 길이나 형상을 변형하여 적절한 위치에 호퍼(21)를 설치할 수 있다.Referring to the drawings, the bracket 24 is installed on one side of the
구동기(23)의 회전축에는 스크류(22)가 결합된다. 스크류(22)는 연장되어 호퍼(21)의 수용체(211)와 가림판(212)을 차례로 관통하고 가림판(212)으로부터 돌출되도록 배치된다.The
입자의 분산도를 높이기 위하여 입자공급부(2)는 분말 입자(P)가 소량씩 넓은 범위에 퍼지도록 공급할 필요가 있다. 위와 같이 이동부재로 스크류(22)를 채용하고 호퍼(21)의 분말 저장 공간을 관통하게 결합시킨 후 스크류(22)를 작동시키면 일정한 양의 입자가 소량씩 공급될 수 있다.In order to increase the dispersion degree of the particles, the
입자들은 스크류(22)의 골과 가림판(212) 사이에 형성된 틈으로 배출되어 낙하되는데 스크류(22)에 형성된 골을 타고 스크류(22) 좌측과 우측 양쪽으로 나뉘어 각각 낙하되게 된다. 스크류(22)의 크기는 한정되지 않으나 미세한 분말을 이동시키기 위해서는 직경이 6mm 내외가 되고 피치는 1~2mm인 것이 적당하다.Particles are discharged and dropped into the gap formed between the valley of the
입자분산부(3)는 낙하된 분말 입자(P)가 안착되며 안작된 입자를 회전이동시켜 쌓이지 않도록 하는 동시에 입자의 분산이 이루어지도록 하는 구성으로서 회전부재(31)와 이를 회전시키는 구동기(32)를 포함한다.Particle dispersing portion (3) is a configuration that allows the dispersed powder particles (P) to be seated and to prevent the particles to be dispersed while rotating the movement of the unsecured particles are accumulated Rotating
도면을 참조하면 회전부재(31)는 원판 형상으로서 입자의 분산이 용이하게 이루어지도록 마찰력이 적은 한편 입자와 입자의 그림자가 명확하게 검출되도록 하기 위하여 흰색 계열의 색상을 가지는 것이 바람직하다. 예를 들면 아크릴 계열의 재질을 가진 흰색의 판을 사용할 수 있다.Referring to the drawings, the rotating
회전부재(31)는 호퍼(21)로부터 30~50mm 이격되어 설치되는 것이 바람직하고 회전부재(31)의 직경은 150mm 내외인 것이 바람직하다.Rotating
스크류(22)에 의해 호퍼(21)로부터 연속적이며 소량으로 낙하되는 입자는 공기의 저항에 의해 1차적으로 분산이 이루어진다. 이때 낙하하는 높이가 높을수록 공기의 저항을 통한 분산의 효과가 크다.Particles falling continuously and in small amounts from the
하지만 호퍼(21)와 회전부재(31)의 이격된 거리가 클수록 장치의 크기 또한 커지므로 30~50mm 높이가 적당하다. 이렇게 분산되는 분말 입자(P)는 하부의 회전부재(31)에 직경 140mm 내외의 원형 선으로 분산이 되고 원형의 선의 폭은 10mm 내외가 되는 것이 바람직하다.However, the greater the distance between the
구동기(32)는 케이싱(13) 내부에 배치되며 구동기(32)의 회전축(321)은 케이싱(13)으로부터 돌출되도록 이루어진다. 상술한 바와 같이 구동기(32)로는 속도조절이 가능한 서버모터를 채용할 수 있으며 구동기(32)와 회전축(321) 사이에는 각종 기어나 감속기 등이 개재될 수 있다.The
입자공급부(2)의 스크류(22)와 입자분산부(3)의 회전부재(31)의 회전속도가 조절 가능한 경우 스크류(22)와 회전부재(31)의 회전속도를 조절함으로써 입자의 분산량을 조절하는 것이 가능하다.Dispersion amount of particles by adjusting the rotational speed of the
이와 같이 분산량을 조절할 수 있으므로 특정 입자에 적합한 분산도를 찾을 수 있고 다양한 입자의 특성을 분석하는 경우에 분산도를 조절하여 대응이 가능하다.Since the dispersion amount can be adjusted in this way, it is possible to find a dispersion degree suitable for a particular particle, and in the case of analyzing the characteristics of various particles, the dispersion degree can be adjusted.
한편 회전부재는 여러 번 회전을 하면서 입자를 분산시킬 수도 있고 같은 양의 입자를 측정하더라도 스크류에서 적은 양의 분말을 낙하시키면서 회전부재가 여러 번 회전하여 정해진 양의 입자가 안착된 후 측정하면 입자의 분산도를 더욱 크게 할 수 있다.On the other hand, the rotating member may disperse the particles while rotating several times. Even if the same amount of particles are measured, the rotating member rotates several times while dropping a small amount of powder from the screw. The degree of dispersion can be made larger.
카메라(41)를 이용한 정적 입자 분석 장치에 있어서, 입자의 분산은 매우 중요하다. 고르게 입자의 단면을 볼 수 있는 분산이 되어야 입자를 구분할 수 있기 때문이다.In the static particle analysis device using the
예를 들어 금속 3차원 프린터에 사용되는 금속 분말은 10 ~150㎛의 크기이다. 이렇게 작은 분말을 건식으로 분산시키는 것은 쉽지 않다.For example, the metal powder used in the metal three-dimensional printer has a size of 10 to 150 µm. It is not easy to disperse these small powders dry.
상술한 바와 같이 본 발명에서는 미세 스크류(22)의 회전을 통하여 분말 입자(P)를 연속적으로 미세하게 공급하는 한편 입자가 일정 거리를 낙하하여 회전부재(31) 위에 안착되도록 함에 따라 공기의 저항에 의해 입자의 자연스러운 분산이 이루어진다.As described above, in the present invention, the powder particles P are continuously finely supplied through the rotation of the
또한 회전부재(31)의 회전운동에 따라 발생하는 힘에 의해 회전부재(31)에서 추가적인 분산이 이루어지게 되므로 2번의 분산을 통하여 미세한 분말을 적절하게 분산시킬 수 있다.In addition, since additional dispersion is made in the rotating
입자촬영부(4)는, 입자분산부(3)에 놓여진 입자를 촬영하는 구성으로서, 카메라(41) 및 조명모듈(42)을 포함한다.The
카메라(41)는 촬영에 의해 입자의 영상을 획득한다. 이때 사용되는 카메라(41)는 광학 배율로 20배 내외이고 한 화면에서 볼 수 있는 거리는 0.6mm 내외일 수 있다. 또한 카메라(41)의 한 픽셀당 보여지는 거리는 0.3㎛ 내외일 수 있다.The
또한 카메라(41)는 분말 입자(P)가 분산된 폭 방향으로 이동이 가능하도록 이루어질 수 있다. 도면을 참고하면 카메라(41)가 리니어 모터(43)의 작동에 따라 입자 분석 장치(100) 전후(도면의 y축 방향)로 이동할 수 있도록 이루어진다. 카메라(41)를 이동하고 촬영함에 따라 측정되는 데이터의 양을 증가킬 수 있다. 또한 카메라(41)의 위치가 이동되더라도 수평판(12)에 형성된 홀(121)을 통해 입자를 정확하게 촬영할 수 있다.In addition, the
전술한 바와 같이 가령 철분(Fe) 계열의 분말은 1kg 안에 들어 있는 40㎛ 직경의 분말의 개수는 약 37억개 내외로 구성이 된다. 정확한 측정을 위해서는 측정하는 샘플링 데이터 양을 늘릴 필요가 있다.As described above, for example, the powder of iron (Fe) -based powder is composed of about 3.7 billion pieces of powder having a diameter of 40 μm contained in 1 kg. For accurate measurements, it is necessary to increase the amount of sampling data to be measured.
회전부재(31) 위에 분산된 분말 입자(P)의 폭이 10mm이고, 한번에 볼 수 있는 영역을 0.5mm라고 하면 회전부재(31)가 1회전 하는 동안 측정한 이후에 입자가 분산된 폭의 방향으로 카메라(41)를 이동시킨 후 동일한 방법으로 재측정하면 측정되는 샘플링 데이터를 늘릴 수 있다.If the width of the powder particles (P) dispersed on the rotating
이에 따라 많은 양의 입자 촬영 데이터를 얻을 수 있고 촬영된 테이터의 영상 분석을 통해 신속하게 입자 크기, 형상 등을 분석하기 적합하다.Accordingly, a large amount of particle photographing data can be obtained and it is suitable for quickly analyzing particle size and shape through image analysis of photographed data.
조명모듈(42)은 카메라(41)의 하부에 배치되고 빛으로 입자를 비추어 정확한 입자의 영상이 획득되도록 한다.The
본 실시예에서 조명모듈(42)은 케이싱(13)의 상면에 장착된다. 회전부재(31)가 반투명(특히 흰색)의 재질인 경우 조명모듈(42)이 분말 입자(P)가 놓인 회전부재(31)의 뒷면을 비추게 되면 입자의 외관을 정확하게 촬영할 수 있다. 또한 엘이디 전면에 집광렌즈(미도시)를 배치하여 조명의 효율을 높일 수 있다.In the present embodiment, the
구체적으로 입자는 주변이 백색으로 구성되면 입자가 검정색으로 표현되는 화이트 필드(white Field) 이미징 방식으로 측정될 수 있다. 이 방식은 영상처리 알고리즘에서 입자를 분리하는데 유리한 광학 조명 구성이다. 이를 위해서 상술한 바와 같은 후면 조명을 사용한다. 조명은 엘이디(LED)로 제작되어 장시간의 구동이 가능하도록 함이 바람직하다. 조명의 확산을 위해 분말 입자(P)는 아크릴 계열의 확산판 위에 배치되는 구조를 가지며 회전부재(31)가 확산판의 기능을 한다.Specifically, the particles may be measured by a white field imaging method in which the particles are expressed in black when the surroundings are made of white. This approach is an advantageous optical illumination scheme for separating particles in an image processing algorithm. To this end, a back light as described above is used. Lighting is preferably made of LED (LED) to enable a long time driving. Powder particles (P) for the diffusion of illumination has a structure arranged on the acrylic diffusion plate and the rotating
크기가 15~50㎛인 입자를 측정할 경우 입자촬영부(4)에 구비된 대물렌즈의 배율은 10~20배 내외가 적당하다.In the case of measuring particles having a size of 15 to 50 μm, the magnification of the objective lens provided in the
대물렌즈의 배율이 20배일 경우 초점심도는 20㎛ 내외이다. 이는 일부의 입자의 경우 입자 전체를 같은 초점으로 볼 수 없게 하는 원인이 된다. 또한 여러번의 측정을 위하여 회전부재가 회전을 하게 되므로 항상 일정하게 초점이 형성되기도 어렵다. When the magnification of the objective lens is 20 times, the depth of focus is about 20 μm. This causes some particles not to see the whole particle at the same focal point. In addition, because the rotating member is rotated for a number of measurements, it is difficult to form a constant focus all the time.
따라서 이와 같이 여러 경우에 대응하여 초점을 정확하게 맞추기 위한 방안이 필요하다. 이를 위하여 본 실시예에서 입자촬영부(4)는 리니어 모터(44)를 이용하여 상하로 이동하는 것이 가능하다.Therefore, there is a need for a method for accurately focusing in response to various cases. To this end, in the present embodiment, the
예를 들어 회전부재(31)가 회전하여 측정영역이 이동(약 0.5mm)된 경우 카메라를 이용하여 영상을 촬영하고 촬영된 영상의 초점이 맞는지 여부를 판단한다. 이때 초점에서 벗어났다고 판단되면 리니어 모터(44)의 상부이동 및 하부이동을 통하여 정확한 초점 위치를 찾는다.For example, when the rotating
구체적으로 입자촬영부(4)를 우선 상부로 20㎛ 단위씩 이동시키고, 이후 하부로 20㎛ 단위씩 이동시켜 최적의 초점 위치를 찾은 이후에 그 위치에서 측정을 할 수 있다.Specifically, the
이때 초점 여부는 촬영된 영상의 영상 주파수와 영상의 날카로움 (Sharpness )을 측정하여 적정값에 해당하는지로 판단할 수 있다. 영상 주파수와 영상의 날카로움을 이용하여 초점 여부를 판단하는 방법은 널리 알려진 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.In this case, whether the focus corresponds to an appropriate value may be determined by measuring an image frequency and sharpness of the captured image. Since a method of determining focus based on the image frequency and the sharpness of the image is well known, a detailed description thereof will be omitted.
초점 여부를 판단하는 것은 별도로 구성된 초점판단유닛(미도시)에서 수행될 수 있으며 초점판단유닛은 입자촬영부(4) 또는 입자분석부(5)에 구비될 수 있다.Determining whether to focus may be performed in a focus judging unit (not shown) configured separately, and the focus judging unit may be provided in the
한편 리니어 모터(44)에는 볼 스크류와 스테핑 모터가 구비될 수 있고 볼 스크류의 리드는 2mm 내외이고 스테핑 모터는 대략 5㎛ 내외의 분해능을 가지는 것이 바람직하다.On the other hand, the
한편 입자 분석 장치(100)에는 입자촬영부(4)에 의해 촬영된 입자의 특성을 분석하는 입자분석부(5)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the
입자분석부(5)는, 입자촬영부(4)에서 카메라(41) 하단의 엘이디 조명을 통해서 분말의 뒷면을 조명하여 촬영하여 획득한 영상으로부터 흑색의 이미지를 추출하는 구조이며, 이미지 분리 알고리즘을 사용하여 중첩된 분말 영상의 분리를 통하여 정확한 입자 분석이 가능하게 한다.The
도 4는 입자분석부에서 입자의 형상을 추출하는 과정의 예를 나타내는 순서도이다.4 is a flowchart illustrating an example of a process of extracting a shape of particles from a particle analyzer.
도면에서는 입자가 밝은 색이고 입자가 놓여지는 부분이 어두운 색인 경우에 대하여 설명하지만 입자가 어두운 색이고 입자가 놓여지는 부분이 밝은 색인 경우에도 동일한 설명이 적용될 수 있다.In the drawings, the case where the particles are light in color and the portion where the particles are placed is described as a dark index. However, the same description may be applied to the case where the particles are dark as color and the portion where the particles are placed.
먼저 칼라영상으로 촬영한 경우 칼라영상이 입력되면(S1) 이를 흑백영상으로 변환하고(S2), 변환하고 흑백영상을 이진화하여 밝기 차이가 강조되도록 한다(S3). 다음으로 분말 내부 윤곽을 추출(S4)하는 한편 분말 외부 윤곽(S5)을 추출한 후 이를 합치고(S6) 입자별로 구분하는 과정을 거쳐 분말 형태를 측정한다(S7). 이어서 측정된 분말 형태를 이용하여 입자 분석을 한다(S8).First, when a color image is photographed, when a color image is input (S1), the color image is converted into a black and white image (S2), the conversion is performed, and the black and white image is binarized to emphasize the difference in brightness (S3). Next, while extracting the inner contour of the powder (S4) while extracting the outer contour of the powder (S5) and then combining them (S6) through the process of classifying the particles by the particle shape (S7). Subsequently, particle analysis is performed using the measured powder form (S8).
여기에서 입력된 입자 영상을 입자별로 구분하는 과정을 수행할 때, 사용하는 방법 중 하나로 워터쉐드(WaterShed) 알고리즘을 사용할 수 있다. 워터쉐드 알고리즘은 입력된 영상에서 엣지에 해당하는 부분을 "산등성이"로 보고, 특징이 없는 균일한 영역을 "계곡"으로 생각하여 객체분할을 수행하는 알고리즘이다.When performing the process of classifying the inputted particle image by particles, a watershed algorithm may be used as one of methods. The watershed algorithm is an algorithm that performs object segmentation by considering an edge corresponding to an edge of an input image as "ridge" and considering a uniform area without a feature as "valley".
워터쉐드 알고리즘은 널리 알려진 기술이기는 하지만, 본 실시예에 따라 영상의 입자들에 대한 분리에 적용하는 과정을 간단하게 설명하면, 먼저 영상의 그래디언트를 구한다. 이 과정을 통해서 질감이 없는 평탄한 지역에는 "계곡"이나 "웅덩이"가 생기게 되고(낮은 지점), 영상 내의 엣지가 두드러지는 부분에서는 "산" 또는 "산맥"이 (높은 지점) 생기게 된다. 이렇게 만든 그래디언트 영상에서 사용자가 지정한 점들 또는 알고리즘에 의해 설정되는 점들에서 물을 채우기 시작하고 다른 영역이 만날 때 멈추게 된다. 마커에 의해 연결된 영역은 물이 채워지면서 하나의 분말 입자 영역으로 합쳐지게 된다. 이러한 방식을 통해서 겹쳐서 보이는 영상의 입자들에 대한 분리가 구현된다.Although the watershed algorithm is a well-known technique, the process of applying the separation to the particles of the image according to the present embodiment will be described briefly. First, the gradient of the image is obtained. This process results in "valleys" or "pools" (low points) in flat, untextured areas, and "mountains" or "mountains" (high points) where edges in the image stand out. In this gradient image, the water starts to fill at the points set by the user or the points set by the algorithm and stops when other areas meet. The regions connected by the markers merge into one powder particle region as it is filled with water. In this way, separation of particles in the superimposed image is realized.
도 5는 입자분석부에서 영상처리된 데이터의 한 예를 나타낸 도면으로서 도 5a는 흑백영상으로 변환된 데이터를, 도 5b는 흑백영상을 이진화한 데이터를, 도 5c는 분말 내부 윤곽을 추출한 데이터를, 도 5d는 분말 외부 윤곽을 추출한 데이터를, 도 5f는 워터쉐드 알고리즘에 의해 입자별로 구분된 데이터를 나타낸다. 한편 도 5e는 워터쉐드 알고리즘의 개념을 나타내는 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating an example of data processed by a particle analyzer. FIG. 5A illustrates data converted into a black and white image, FIG. 5B illustrates data obtained by binarizing a black and white image, and FIG. 5C illustrates data extracted from powder internal contours. FIG. 5D illustrates data obtained by extracting the powder outer contour, and FIG. 5F illustrates data classified for each particle by the watershed algorithm. 5E is a diagram illustrating the concept of a watershed algorithm.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 입자 분석 장치의 작동에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the particle analysis device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 6은 도 1의 입자 분석 장치의 작동 과정을 나타내는 순서도이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation process of the particle analysis device of FIG. 1.
먼저 입자 분석 장치(100)에 전원을 인가하고(S10), 분석이 가능한 정상 상태인지 확인한다(S20). 입자 분석 장치(100) 자체에 문제가 있는 경우 알람 표시를 할 수 있다.First, power is supplied to the particle analyzer 100 (S10), and it is checked whether the analysis is in a normal state (S20). If there is a problem with the
다음으로 측정하고자 하는 분말을 호퍼(21)에 투입하고 측정 시간, 스크류(22) 및 회전부재(31)의 회전속도 등 분석 조건을 설정한다(S30). 설정된 분석 조건을 포함하여 작업 초기 환경에 문제가 있는지 확인하고(S40) 분석 조건 설정 등 작업 초기 환경에 문제가 있으면 알람 표시를 할 수 있다.Next, the powder to be measured is introduced into the
다음으로 이 상태에서 작동이 시작되면 스크류(22)가 회전되어 분말을 회전부재(31)로 낙하시킨다. 한편 스크류(22)의 회전과 함께 회전부재(31)가 회전된다. 회전부재(31)가 1회전하는 동안 스크류(22)가 작동되어 분말이 낙하되도록 하면 분말이 적층되지 않고 회전부재(31)에 원주 형상으로 분산될 수 있다(S50). 분말의 분산이 완료된 후 스크류(22)를 구동시키는 구동기(23)와 회전부재(31)를 회전시키는 구동기(32)는 정지한다. 이때 스크류(22)를 구동시키는 구동기(23)가 정지한 상태에서 회전부재(31)를 회전시키는 구동기(23)는 더 작동하여 분말의 분산도를 더 높일 수도 있다.Next, when the operation is started in this state, the
또한 분말의 효과적인 분산을 위하여 입자의 분산도를 조정하는 것이 가능하다. 이는 스크류(22)의 회전속도와 회전부재(31)의 회전속도의 제어를 통하여 이룰 수 있다. 가령 스크류(22)가 빠르게 회전하면 많은 양의 분말이 낙하되어 분말이 모이는 밀도가 높아지고 분산도는 낮아진다. 한편 회전부재(31)의 속도를 빠르게 하면 분말 입자(P)가 누적되는 양을 줄일 수 있어 분말이 모이는 밀도가 낮아지고 분산도는 높아진다.It is also possible to adjust the dispersion of the particles for effective dispersion of the powder. This can be achieved through the control of the rotational speed of the
이후 카메라(41)의 측정을 위해서 분산된 입자를 카메라(41) 하단에서 0.5mm 이내의 거리로 회전운동시킨 후 카메라(41)로 촬영한다. 이와 같이 촬영된 입자의 영상은 도 7에 도시된 바와 같다. 이후 촬영된 입자의 영상을 워터쉐드(WaterShed) 등의 분석 알고리즘을 통하여 분석한다(S60). 이러한 분석을 반복하여 계속한다. 분말이 형성하는 원주의 직경이 140mm일 경우 0.5mm씩 이동하도록 회전부재(31)를 회전시키면서 영상을 획득하면 850장 내외의 영상을 획득할 수 있다. 이에 따라 분말 영상의 샘플링 양을 늘릴 수 있고 측정 데이터의 신뢰성을 높일 수 있다.Thereafter, for the measurement of the
카메라는 입자공급부의 스크류와 입자분산부의 회전부재가 작동된 후 일정 시간 이후로부터 촬영을 하여 입자의 영상을 획득할 수 있고 촬영된 입자의 영상처리를 할 때 블랍(Blob) 알고리즘 등을 이용하여 영상 내의 입자 존재 여부를 확인할 수 있다.The camera can acquire a particle image by shooting after a certain time after the screw of the particle supply part and the rotating member of the particle dispersing part is operated. The presence of particles in the interior can be confirmed.
이러한 과정은 일정 시간 동안 이루어질 수 있고 일정 시간이 경과하면(S70) 작업을 완료하고 분석 데이터를 표시할 수 있다(S80).This process may be performed for a predetermined time, and when a predetermined time elapses (S70), the operation may be completed and analysis data may be displayed (S80).
상기와 같이 입자 분석 장치는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.As described above, the particle analysis apparatus may not be limitedly applied to the configuration and method of the above-described embodiments, but the embodiments may be configured by selectively combining all or some of the embodiments so that various modifications can be made. have.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above description of the present invention has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art will have the idea of the present invention described in the claims to be described later. It will be understood that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.
1 : 몸체부
11 : 수직판 12 : 수평판 121 : 홀 13 : 케이싱
2 : 입자공급부
21 : 호퍼 211 : 수용체 212 : 가림판 213 : 결속부재
22 : 스크류 23 : 구동기 24 : 브라켓
3 : 입자분산부
31 : 회전부재 32 : 구동기 321 : 회전축
4 : 입자촬영부
41 : 카메라 42 : 조명모듈 43, 44 : 리니어 모터
5 : 입자분석부
100 : 입자 분석 장치 P : 분말 입자1: Body
11
2: Particle supply part
21
22
3: particle dispersing unit
31: rotating member 32: driver 321: rotating shaft
4: Particle recording unit
41: camera 42:
5: particle analysis
100: particle analysis device P: powder particles
Claims (7)
몸체부,
상기 몸체부의 상부에 설치되고, 저장된 분말을 이동시키는 이동부재를 구비하며, 상기 이동부재에 의해 상기 분말이 이동된 후 낙하되도록 함으로써 입자를 공급하는 입자공급부,
상기 입자공급부와 이격되어 상기 몸체부의 하부에 설치되고, 회전하는 회전부재를 구비하며, 상기 입자공급부로부터 낙하된 입자가 상기 회전부재에 낙하된 후 상기 회전부재와 함께 회전하면서 입자가 분산되는 입자분산부 및
상기 몸체부의 상부에 설치되는 영상촬영수단을 구비하고 상기 영상촬영수단으로 상기 입자분산부에 의해 분산된 입자를 촬영하는 입자촬영부
를 포함하는 입자 분석 장치.An apparatus for analyzing particles,
Body Part,
A particle supply part installed on an upper portion of the body part and having a moving member for moving the stored powder, and supplying particles by dropping the powder after the powder is moved by the moving member;
It is installed in the lower portion of the body spaced apart from the particle supply portion, and provided with a rotating member, the particles dispersed from the particle supply portion is dispersed in the particle while rotating with the rotating member after falling to the rotating member Wealth and
A particle photographing unit having an image photographing means installed on an upper portion of the body part and photographing particles dispersed by the particle dispersing unit by the image photographing means;
Particle analysis device comprising a.
상기 입자공급부는,
분말을 저장하는 공간이 형성되는 호퍼 및
상기 호퍼의 분말 저장 공간을 관통하여 설치되고, 회전에 의해 나사홈으로 분말이 이동하여 상기 호퍼의 외측으로 배출 및 낙하되도록 하는 스크류
를 포함하는 입자 분석 장치The method of claim 1,
The particle supply unit,
A hopper in which a space for storing the powder is formed, and
The screw is installed to penetrate through the powder storage space of the hopper, and the powder is moved to the screw groove by rotation to discharge and fall out of the hopper.
Particle analysis device comprising a
상기 입자공급부의 상기 스크류와 상기 입자분산부의 상기 회전부재는 회전하는 속도의 조절이 가능하도록 이루어지고 상기 스크류와 상기 회전부재의 속도를 조절함으로써 상기 입자의 분산량을 조절할 수 있도록 이루어지는 입자 분석 장치.The method of claim 2,
And said screw and said rotating member of said particle supply part are made to control the speed of rotation and to control the amount of dispersion of said particles by adjusting the speed of said screw and said rotating member.
상기 호퍼의 전부 또는 일부는 투명하게 이루어져 상기 호퍼에 저장된 분말의 양을 알 수 있도록 하는 입자 분석 장치.The method of claim 2,
Part or all of the hopper is made of a transparent particle analysis device to know the amount of powder stored in the hopper.
상기 입자촬영부는,
상기 입자의 영상을 획득하는 카메라 및
상기 카메라의 하부에 배치되고 상기 입자를 비추는 엘이디 조명
을 포함하고,
상기 카메라 하부의 엘이디 조명을 통해서 입자의 뒷면을 조명하여 흑색의 이미지를 추출하는 구조인
입자 분석 장치.The method of claim 1,
The particle photographing unit,
A camera for acquiring an image of the particle;
LED illumination disposed under the camera and illuminating the particles
Including,
It is a structure that extracts a black image by illuminating the back of the particles through the LED illumination of the lower part of the camera
Particle Analysis Device.
상기 입자촬영부는,
상기 카메라의 상하 이동이 가능한 이동 수단을 구비하고,
상기 카메라의 초점이 맞지 않은 경우 상기 카메라의 상하 이동을 통하여 복수의 영상을 취득하고, 취득된 복수의 상기 영상으로부터 초점의 위치를 파악하며, 해당 초점의 위치에서 취득된 영상으로 입자의 특성을 분석하는
입자 분석 장치. The method of claim 1,
The particle photographing unit,
It is provided with a moving means capable of vertical movement of the camera,
When the camera is out of focus, a plurality of images are acquired through vertical movement of the camera, the position of the focus is determined from the acquired plurality of images, and the characteristics of the particles are analyzed by the image acquired at the position of the focus. doing
Particle Analysis Device.
상기 입자촬영부에 의해 촬영된 입자의 특성을 분석하는 입자분석부를 더 포함하고,
상기 입자분석부는, 이미지 분리 알고리즘을 사용하여 중첩된 분말 영상의 분리를 통하여 정확한 입자 분석이 가능한 입자 분석 장치.The method according to any one of claims 1 to 6,
Further comprising a particle analysis unit for analyzing the characteristics of the particles taken by the particle imaging unit,
The particle analysis unit, the particle analysis device capable of accurate particle analysis through the separation of the superimposed powder image using an image separation algorithm.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180076341A KR102128110B1 (en) | 2018-07-02 | 2018-07-02 | Particle shape analysis device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180076341A KR102128110B1 (en) | 2018-07-02 | 2018-07-02 | Particle shape analysis device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20200003497A true KR20200003497A (en) | 2020-01-10 |
KR102128110B1 KR102128110B1 (en) | 2020-06-29 |
Family
ID=69158621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180076341A KR102128110B1 (en) | 2018-07-02 | 2018-07-02 | Particle shape analysis device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102128110B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114184525A (en) * | 2021-11-23 | 2022-03-15 | 新乡市中誉鼎力软件科技股份有限公司 | Aggregate granularity grain shape automatic detection device and system thereof |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010038865A (en) * | 2008-08-08 | 2010-02-18 | Zenkoku Nama Concrete Kogyo Kumiai Rengokai | Method and device for photographing freshly mixed concrete |
KR20100033173A (en) * | 2008-09-19 | 2010-03-29 | 한국에너지기술연구원 | Measurement system for high temperature reaction of pulverized coal |
JP2010540957A (en) * | 2007-10-01 | 2010-12-24 | 大韓民国農村振興庁 | Apparatus and method for measuring appearance quality of white rice and brown rice |
KR101363370B1 (en) | 2012-11-29 | 2014-02-17 | 주식회사 포스코 | Apparatus and method for measuring size of ore using image patten recognition |
JP2016200518A (en) * | 2015-04-11 | 2016-12-01 | 鹿島建設株式会社 | Method and system for particle size distribution measurement of ground material |
JP2017096663A (en) * | 2015-11-19 | 2017-06-01 | ジャスコインタナショナル株式会社 | Image analyzing type particle size distribution measuring device |
KR20180041992A (en) * | 2016-10-17 | 2018-04-25 | 윈포시스(주) | Particle Analyzer Microscope |
-
2018
- 2018-07-02 KR KR1020180076341A patent/KR102128110B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010540957A (en) * | 2007-10-01 | 2010-12-24 | 大韓民国農村振興庁 | Apparatus and method for measuring appearance quality of white rice and brown rice |
JP2010038865A (en) * | 2008-08-08 | 2010-02-18 | Zenkoku Nama Concrete Kogyo Kumiai Rengokai | Method and device for photographing freshly mixed concrete |
KR20100033173A (en) * | 2008-09-19 | 2010-03-29 | 한국에너지기술연구원 | Measurement system for high temperature reaction of pulverized coal |
KR101363370B1 (en) | 2012-11-29 | 2014-02-17 | 주식회사 포스코 | Apparatus and method for measuring size of ore using image patten recognition |
JP2016200518A (en) * | 2015-04-11 | 2016-12-01 | 鹿島建設株式会社 | Method and system for particle size distribution measurement of ground material |
JP2017096663A (en) * | 2015-11-19 | 2017-06-01 | ジャスコインタナショナル株式会社 | Image analyzing type particle size distribution measuring device |
KR20180041992A (en) * | 2016-10-17 | 2018-04-25 | 윈포시스(주) | Particle Analyzer Microscope |
KR101858533B1 (en) * | 2016-10-17 | 2018-05-16 | 윈포시스(주) | Particle Analyzer Microscope |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114184525A (en) * | 2021-11-23 | 2022-03-15 | 新乡市中誉鼎力软件科技股份有限公司 | Aggregate granularity grain shape automatic detection device and system thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102128110B1 (en) | 2020-06-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110383038B (en) | System and method for automated analysis of air samples | |
Al Rousan | Characterization of aggregate shape properties using a computer automated system | |
CN101040184B (en) | Apparatus and method for analysis of size, form and angularity and for compositional analysis of mineral and rock particles | |
US5544254A (en) | Classifying and sorting crystalline objects | |
WO2018197074A1 (en) | Inspection apparatus for optically inspecting an object, and object inspection arrangement | |
US9062966B2 (en) | Method of inspecting a three dimensional shape | |
US6438261B1 (en) | Method of in-situ focus-fusion multi-layer spectral imaging and analysis of particulate samples | |
US8831306B2 (en) | Flow type particle image analysis method and device | |
US20040151360A1 (en) | Method and apparatus for measuring particles by image analysis | |
CN210119453U (en) | Detection apparatus for smooth surface defect | |
US20090016650A1 (en) | Handheld image processing apparatus | |
CN104634791A (en) | Omnidirectional and visual on-line detection system of surface defects of strip-shaped workpiece | |
CN110763600A (en) | Real-time online detection device for suspended particles | |
Yang et al. | An online detection system for aggregate sizes and shapes based on digital image processing | |
JP2006078234A (en) | Gravel measuring instrument and method | |
KR20200003497A (en) | Particle shape analysis device | |
CN106461526A (en) | Device for determining the particle size and/or the particle shape of a particle mixture | |
CN109884082B (en) | Method for detecting smooth surface defects | |
US20230243758A1 (en) | Tilt and focusing adjustment for consistent gem imaging | |
Kalliokoski et al. | Optical scanning system for quality control of GEM-foils | |
CN207135173U (en) | A kind of inductance side image collecting mechanism | |
Schöch et al. | Automating the surface inspection on small customer-specific optical elements | |
KR101622291B1 (en) | Quantitative Method for Constituents of Sintered Ore | |
Cole et al. | Recent advances in automatic image analysis using a television system | |
KR101568726B1 (en) | Quantitative method for constituents of sintered ore |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
N231 | Notification of change of applicant |