การวิเคราะห์โครงสร้างโลหะต่างๆ ด้วยกล้องจุลทรรศน์โลหะวิทยา
เป็นเวลาหลายปีที่พนักงานด้านโลหะวิทยาได้อธิบายลักษณะโครงสร้างจุลภาคของวัสดุโลหะในเชิงคุณภาพผ่านการสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์บนพื้นผิวที่ขัดมันของตัวอย่างโลหะวิทยา หรือประเมินโครงสร้างจุลภาค ขนาดเกรน และวัสดุที่ไม่ใช่โลหะโดยเปรียบเทียบกับรูปภาพมาตรฐานต่างๆ ส่วนผสมและอนุภาคของเฟส ฯลฯ ความยกกำลังสองชนิดนี้ไม่สูงและมีความส่วนตัวมากในการประเมิน ดังนั้นความสามารถในการทำซ้ำของผลลัพธ์จึงไม่น่าพอใจ และทั้งหมดอยู่ในพื้นผิวสองมิติของการขัดเงา พื้นผิวของตัวอย่างโลหะวิทยา เมื่อวัดบนระนาบ จะมีช่องว่างระหว่างผลลัพธ์ที่วัดได้กับคำอธิบายของเนื้อเยื่อจริงในพื้นที่สามมิติ การเกิดขึ้นของสรีรวิทยาสมัยใหม่ทำให้ผู้คนมีศาสตร์ในการอนุมานจากภาพสองมิติไปสู่ปริภูมิสามมิติ นั่นคือ ข้อมูลที่วัดบนระนาบสองมิติและรูปร่าง ขนาด ปริมาณ และรูปร่างของโครงสร้างจุลภาคตามทฤษฎีของวัสดุโลหะ ในพื้นที่สามมิติ เป็นวิทยาศาสตร์ที่เชื่อมโยงโครงสร้างเชิงพื้นที่สามมิติ รูปร่าง ขนาด ปริมาณ และการกระจายของวัสดุเข้ากับฟังก์ชันเชิงกลของพวกมัน และให้ข้อมูลการวิเคราะห์ที่เชื่อถือได้สำหรับการประเมินวัสดุทางวิทยาศาสตร์
เนื่องจากโครงสร้างจุลภาคและสารผสมที่ไม่ใช่โลหะในวัสดุโลหะไม่ได้กระจายอย่างสม่ำเสมอ การกำหนดพารามิเตอร์ใดๆ จึงไม่สามารถระบุได้โดยการวัดหนึ่งหรือหลายขอบเขตการมองเห็นภายใต้กล้องจุลทรรศน์ด้วยตามนุษย์ และจำเป็นต้องใช้วิธีการทางบัญชีเพื่อกำหนด เพียงพอแล้ว การทำงานคำนวณจำนวนมากด้วยขอบเขตการมองเห็นที่มากขึ้นเท่านั้นจึงจะสามารถรับประกันความน่าเชื่อถือของผลการวัดได้ สมมติว่าใช้เฉพาะดวงตาของมนุษย์ในการประเมินด้วยภาพภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ความแม่นยำ ความสม่ำเสมอ และความสามารถในการทำซ้ำจะไม่ดี และความเร็วในการระบุจะช้ามาก และบางอันก็ไม่สามารถดำเนินการได้เนื่องจากภาระงานหนัก เครื่องวิเคราะห์ภาพแทนที่การสังเกตและการคำนวณด้วยตามนุษย์ด้วยเลนส์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูงและเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ สามารถทำการวัดและประมวลผลข้อมูลที่มีความสำคัญในการคำนวณได้อย่างยืดหยุ่นและแม่นยำ นอกจากนี้ยังมีความแม่นยำสูงและความสามารถในการทำซ้ำที่ดี หลีกเลี่ยงการรักษา อิทธิพลของปัจจัยที่มีต่อผลการประเมินโลหะวิทยาและลักษณะอื่นๆ และการดำเนินการก็ง่าย และรายงานการวัดสามารถพิมพ์ได้โดยตรง ซึ่งกลายเป็นวิธีที่ขาดไม่ได้ในการวิเคราะห์เชิงปริมาณของโลหะวิทยาที่ เวลานั้น.
เครื่องวิเคราะห์ภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับการวิจัยโลหะวิทยาเชิงปริมาณเกี่ยวกับวัสดุ และยังเป็นตัวช่วยที่ดีสำหรับการตรวจสอบโลหะวิทยาประจำวัน ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดเชิงอัตวิสัยที่เกิดจากการประเมินด้วยตนเอง และหลีกเลี่ยงปรากฏการณ์ไร้สาระ แม้ว่าจะเป็นไปไม่ได้และไม่จำเป็นที่จะใช้เครื่องวิเคราะห์ภาพทุกครั้งในการตรวจสอบโลหะวิทยาประจำวัน เมื่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ผิดปกติหรือระดับโครงสร้างโลหะวิทยาอยู่ระหว่างคุณสมบัติและไม่ผ่านเกณฑ์และไม่สามารถตัดสินได้ เครื่องวิเคราะห์ภาพสามารถใช้ในการวิเคราะห์ได้ การวิเคราะห์เชิงปริมาณเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องและมั่นใจในคุณภาพของผลิตภัณฑ์ การประยุกต์ใช้เครื่องวิเคราะห์ภาพในการวิเคราะห์โลหะวิทยาได้ขยายรายการการตรวจจับของการตรวจสอบโลหะ ส่งเสริมการปรับปรุงระดับการตรวจจับ และยังเป็นประโยชน์อย่างมากในการปรับปรุงคุณภาพของบุคลากรในการตรวจจับ
ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับหลักการและหน้าที่ของเครื่องวิเคราะห์ภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์
ระบบของเครื่องวิเคราะห์ภาพเป็นระบบการถ่ายภาพด้วยแสงที่ประกอบด้วยกล้องจุลทรรศน์โลหะและเวทีกล้องจุลทรรศน์ และจุดประสงค์คือเพื่อสร้างภาพของตัวอย่างหรือภาพถ่ายโลหะวิทยา กล้องจุลทรรศน์โลหะวิทยาสามารถทำการวิเคราะห์โลหะวิทยาเชิงปริมาณโดยตรงกับตัวอย่างโลหะวิทยา ตารางกล้องจุลทรรศน์เหมาะสำหรับการวิเคราะห์ภาพถ่ายโลหะ ฟิล์มเนกาทีฟ และวัตถุ ฯลฯ
ในการจัดเก็บ ประมวลผล และวิเคราะห์ภาพด้วยคอมพิวเตอร์ ภาพจำเป็นต้องแปลงเป็นดิจิทัลก่อน กรอบรูปภาพประกอบด้วยการกระจายของระดับสีเทาต่างๆ ซึ่งแสดงเป็น j{{0}}j(x, y) ในสัญลักษณ์ทางคณิตศาสตร์ โดยที่ x และ y เป็นพิกัดของพิกเซลบนรูปภาพ และ j ระบุค่าสีเทา ดังนั้น เฟรมของภาพสามารถแสดงด้วยการรั่วไหลของโมเมนต์ลำดับ m×n แต่ละองค์ประกอบในช่วงเวลานั้นสอดคล้องกับพิกเซลในภาพ และค่าของ aj คือระดับสีเทาของพิกเซลที่อยู่ในแถวที่ i และคอลัมน์ j-th ในค่าภาพแสดงการรั่วไหล กล้อง CCD (Charge Coupled Device Camera) เป็นอุปกรณ์แปลงภาพเป็นดิจิทัล ลักษณะทางจุลทรรศน์ในตัวอย่างโลหะวิทยาจะถูกถ่ายภาพบน CCD หลังจากผ่านระบบออปติคัล และการแปลงและสแกนโฟโตอิเล็กทริกจะเสร็จสิ้นโดย CCD จากนั้นจึงนำออกมาเป็นสัญญาณภาพ ขยายโดยเครื่องขยาย และวัดปริมาณเป็นระดับสีเทา และจัดเก็บแล้วรับภาพดิจิทัล คอมพิวเตอร์ตั้งค่าเกณฑ์สีเทา T ตามขีดจำกัดค่าสีเทาของคุณสมบัติที่จะวัดในภาพดิจิทัล สำหรับพิกเซลใดๆ ในภาพดิจิทัล หากระดับสีเทามากกว่าหรือเท่ากับ T ให้แทนที่ระดับสีเทาเดิมด้วยสีขาว (ค่าระดับสีเทา 255) ถ้ามีค่าน้อยกว่า T ให้แทนที่ระดับสีเทาเดิมด้วยสีดำ (ค่าระดับสีเทาเป็น 0) ระดับสีเทาสามารถแปลงภาพระดับสีเทาเป็นภาพไบนารีที่ต้องการเพียงสองระดับสีเทา คือขาวดำ จากนั้นทำการประมวลผลที่จำเป็นบนภาพ เพื่อให้คอมพิวเตอร์สามารถดำเนินการนับอนุภาค พื้นที่ และปริมณฑลบนภาพไบนารีได้อย่างสะดวก ภาระหน้าที่ในการวิเคราะห์รูปภาพ เช่น การวัด หากใช้การประมวลผลสีหลอก ระดับสีเทา 256 ระดับสามารถแปลงเป็นสีที่สอดคล้องกัน เพื่อให้ง่ายต่อการระบุรายละเอียดที่มีระดับสีเทาใกล้เคียงและสภาพแวดล้อมโดยรอบ หรือรายละเอียดอื่นๆ ดังนั้นจึงช่วยปรับปรุงภาพและทำให้คอมพิวเตอร์ประมวลผลหลาย ๆ แบบได้ง่ายขึ้น ภาพคุณสมบัติ
