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为了监测结晶过程,开发了一种特殊的相机装置来测量晶体尺寸和 3D 形状分布。 该装置由两个相互正交放置的高速摄像机组成,从而可以实现两个视场的精确重叠。该装置还包含一个专门设计的流通池,可以从两个相机方向观察晶体悬浮液,并有机会调节池内的溶液。此外,还提供专门的软件包,用于从实时收集的相机图像集中自动确定晶体尺寸和 3D 形状分布。
重叠晶体的分析,左边是两个高速相机的图像, 右边是基于软件计算的相关示意图
在结晶过程的优化和监测中,晶体尺寸分布的连续测量仍然是一个挑战。基于图像的方法在这方面已被证明是有利的,因为它们包含有关晶体尺寸和形状以及单个晶面的信息。特别是,在线显微镜通过旁路供给待测量的悬浮液,具有在短时间内评估统计显着数量的物体的优势。迄今为止,市售的在线显微镜为此目的使用流通池,其中流过的晶体借助光源和相机通过观察窗从一个方向记录下来。对于复杂的晶体形状、重叠物体或团块,
因此,RCPRC复杂技术系统动力学研究所开发了一种基于图像的测量系统,该系统同时从两个不同方向的一个点准确记录要测量的悬架。该系统由一个温控流通池、一个高速摄像系统、一个用于调整和校准相机单元的装置以及一个用于自动评估记录的图像数据的软件包组成。
流通池包含一个玻璃比色皿,其具有正方形横截面,在接收区域具有良好的光学特性。 比色皿放置在与四个石英观察镜平行的空心体内,确保光束路径不受影响。 封闭的外壳用于容纳用于悬浮液温度控制的流体介质。
观察窗高度处的两个带 LED 光源的高速摄像机以可变分辨率和频率记录悬架中携带的物体。控制两个摄像机以便同时记录相同的对象。这需要将相机在空间和轴向上精确定位到流通池观察玻璃窗和玻璃比色皿,为此设计了一个特殊的安装系统。一个单独的校准块,可以放置在电池架的位置,用于通过微尺度将捕获的图像像素准确校准到空间坐标。
因此,晶体群可以通过多变量晶体形状和尺寸分布来描述,可用于量化和预测结晶过程的特性和动力学。
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