实际操作时，可以先根据估计的颗粒的厚度，选择合适的放大倍数和所需倾斜的角度，比如估计颗粒的厚度大约为1μm，则可以通过上表的数据选用相应的条件，如可选择放大倍数40×时，倾斜角为15～30°；或者选用放大倍数100×时，倾斜角为5～30°。
3 测试方法
本文就光学显微镜下颗粒厚度测量问题进行了大量的实验。下面是一个颗粒厚度重构计算的例子。我们采用片状石墨进行实验，实验仪器为光学显微镜、CCD摄像头和Imganaly图像分析软件（本所为实验专门开发的软件）。
3. 1 仪器工作原理
通过显微镜观测到的颗粒信息经过CCD摄像头传输到计算机，将颗粒信息数据化为图像元素或像素，由Imganaly图像分析软件按得到的图像灰度对其进行处理，对图像的几何信息如尺寸、数量、形貌等进行定量分析及计算。
3. 2 实验步骤
试样制备：首先制备一个分散较为均匀的代表性试样的载玻片。将石墨样品的代表性试样放入试管中，加入酒精分散剂，分散均匀后取混合液样滴于显微镜载玻片上，待酒精挥发后，即可供检测使用。
由于倾斜试样的角度与投影方向倾斜的角度θ是统一的，所以我们通过倾斜试样的方法，使透射试样形成不同的斜投影像。依据估测的颗粒厚度，选择合适的放大倍数和所需倾斜的角度。
图像的获得：CCD摄入倾斜试样某一视场的图像，由Imganaly图像分析软件对颗粒图像进行采集，在计算机显示器上显示并进行存储。
图像处理：图像处理的关键是二值化，即灰度阈值的选择，选定合适的阈值后再经过图像平滑及编辑操作，使之成为二值图像。
图像分析：对图像进行二值化处理后即可进行一系列图像分析，依据所选的放大倍数标定比例尺和密度，颗粒分析后保存获得的数据库，并获得颗粒的X -切线径及Y -切线径、Martin径等基本参数。
在不同的实验条件即不同的放大倍数和倾斜角度θ下，我们可以观测到不同的颗粒图像，列举几幅经过二值化等一系列图像处理后的部分颗粒的图像如图4所示。
经过软件分析后可以得到各个颗粒的X -切线径、Y -切线径的值，通过大量的颗粒数据值计算出相应角度θ下的x以及y的值，再根据已知的倾斜角度值，代入式（3）可以计算出z的值，具体测量结果如表3所示。
4 讨论与结论
本文中提出了一种测量片状颗粒厚度的新方法，给出了其测量原理，导出了相关的公式，分析了厚度分辨能力与倾斜角、放大倍数之间的关系，并通过实验证明此方法具有一定的可行性。
我们利用软件进行二值化时，由于所采集图像的亮度不同以及所选择阈值的不同也会造成颗粒大小有一定的差异。在进行实验时，采取使透射光照的强度保持相同的条件，并且在进行二值化的时候选择一定的阈值等方法，来最大限度地减小这些因素对测量结果所造成的误差。另外，由于显微镜的景深问题，使不同厚度的颗粒在聚焦相同的条件下，清晰程度不同，所以需要根据颗粒的厚度大小，选择相应 的放大倍数，以使得同一颗粒的上下两底面在同一 焦距下都能够显示清晰，减小测量误差。
此外，我们进行的三维重构限于对颗粒厚度的测量，属于较为简单的三维重构，且仅限于对片状颗粒厚度的测量。
实验表明，光学显微镜三维图像的重构计算可有效地再现颗粒的厚度，此方法将对显微镜由只能观测颗粒的二维信息变为能够获取第三维信息—厚度，具有重大的突破作用和促进作用，从而使显微镜的改进具有可行性和重要的实用价值。
参考文献：
[1] 刘国权. 材料三维显微组织形态研究：进展与展望 [J]. CT理论与应用研究，2000，9：148 - 153.
[2] 刘国权，张 禹，秦湘阁，等. 材料显微组织三维观测与基于图像的模型研究 [J].中国体视学与图像分析，2001，6(1)：46 -49.
[3] 刘国权，宋晓艳，陈雨来，等. 一类新的体视学用三维晶粒组织仿真模型 [J].中国体视学与图像分析，1998，3(3)：129 - 133.
[4] 张佑林，夏家华，黎国华，等. 粉体颗粒的形状与分维 [J].武汉工业大学学报，1996，18(4)：53 -56.
[5] 任中京，贾慧友. 石墨微粉形状参数分布的研究 [J].中国粉体技术，1999，5(1)：19-21.
[6] 王乃宁. 颗粒粒径的光学测量技术及应用 [M].北京：原子能出版社，2000. 29.
[7] 余永宁，刘国权. 体视学 [M].北京：冶金工业出版社，1989.2.
首页
