WO2023036757A1

WO2023036757A1 - Method for analyzing particles in fluid mixtures and gas mixtures

Info

Publication number: WO2023036757A1
Application number: PCT/EP2022/074685
Authority: WO
Inventors: Axel WILDE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-09-10
Filing date: 2022-09-06
Publication date: 2023-03-16
Anticipated expiration: 2024-03-10
Also published as: DE102021123506A1; EP4399505A1

Abstract

A method for analyzing particles in fluid mixtures, wherein the fluid mixtures have at least a carrier fluid and particles carried along therein and are conveyed through a measuring zone detection section (7). An optical detection device (10, 11, 12, 13) detects the fluid mixture in the measuring zone detection section (7). In images, an evaluation device determines first image regions (20) in which particles are imaged and delimits these from second image regions (22) which image a particle-free fluid. A sequence of successive images is analyzed repeatedly using the evaluation device, with, for the respective earliest image in the image sequence, a target image region being delimited for at least one of the first image regions assigned to a particle, the delimitation being based on specified parameters, and, for at least one of the subsequent images, an analysis being carried out in the target image region. If an image region assigned to a particle is situated in the corresponding image region of the subsequent image, the subsequent image is categorized as a potential double image.

Description

Verfahren zur Analyse von Partikeln in Fluid-Gemischen und Gas -Gemischen Methods for analyzing particles in fluid mixtures and gas mixtures

Die Erfindung betri f ft ein Verfahren zur Analyse von Partikeln in Fluid-Gemischen . Dabei werden Fluid-Gemische mittels optischer Verfahren ausgewertet , um die Anzahl der in Fluid-Gemischen mitgeführten Partikeln und/oder sonstige Parameter, z . B . die Größenverteilung der Partikel oder morphologische Eigenschaften der Partikel zu erfassen . The invention relates to a method for analyzing particles in fluid mixtures. In this case, fluid mixtures are evaluated using optical methods in order to determine the number of particles carried along in the fluid mixtures and/or other parameters, e.g. B. to record the size distribution of the particles or morphological properties of the particles.

Der Begri f f Fluid-Gemische bezeichnet im Kontext dieser Anmeldung alle Arten von Flüssigkeiten und Gasen, die wenigstens eine Art Trägerfluid und darin mitgeführte Partikel aufweisen . Trägerfluid und Partikel unterscheiden sich in ihren optischen Eigenschaften, wobei auch unterschiedliche Arten von Partikeln enthalten sein können . In the context of this application, the term fluid mixtures refers to all types of liquids and gases which have at least one type of carrier fluid and particles carried along therein. Carrier fluid and particles differ in their optical properties, and different types of particles can also be included.

Entsprechend fasst der Begri f f Fluid im Kontext dieser Anmeldung alle Gase und Flüssigkeiten zusammen, sofern diese förderfähig sind und optisch wenigstens in Abschnitten des sichtbaren Spektrums oder des Inf rarotspektrums oder UV- Spektrums teilweise transparent sind . Correspondingly, the term fluid in the context of this application summarizes all gases and liquids, provided they are eligible and are optically at least partially transparent in sections of the visible spectrum or the infrared spectrum or UV spectrum.

Der Begri f f Partikel fasst außerdem alle in solchen Fluiden mit führbaren, räumlich begrenzten Strukturen zusammen, soweit diese optisch von dem Trägerfluid unterscheidbar sind und im Trägerfluid räumlich begrenzt bleiben . Dies umfasst entsprechend z . B . anorganische Partikel , organische Partikel und Agglomerate aus solchen Partikeln, ebenso wie Gasblasen oder auch Fluid- Tropfen von anderer Art als das Trägerfluid selbst . The term particles also summarizes all such fluids with manageable, spatially limited structures, insofar as these are optically distinguishable from the carrier fluid and remain spatially limited in the carrier fluid. This includes according to z. B. inorganic particles, organic particles and agglomerates of such particles, as well as gas bubbles or fluid droplets of a different type than the carrier fluid itself.

Im Stand der Technik sind verschiedene optische Verfahren zur Analyse von Partikeln in Fluid-Gemischen bekannt . Unter anderem werden Messungen mit der Methode der Lichtblockade durchgeführt . Besonders relevant sind j edoch auch bildgebende Verfahren, wie z . B . Flow Imaging-Verfahren . Auf derartige und gleichartige bildgebende Verfahren bezieht sich diese Anmeldung . Bei solchen bildgebenden Verfahren werden Fluid-Gemische durch einen Mess zonen-Erf assungsabschnitt gefördert . Ein solcher Mess zonen-Erf assungsabschnitt ist ausgebildet , um darin geführte Fluid-Gemische mit Hil fe einer optischen Erfassungseinrichtung abzubilden . Er besteht beispielsweise aus einer transparenten Messkammer, durch die das Fluid-Gemisch hindurchläuft oder hindurchgepumpt wird . Eine optische Erfassungseinrichtung kann mehrere optische Komponenten, beispielsweise Beleuchtungsmittel , optische Abbildungsmitte und Strahl formungsmittel aufweisen . In j edem Fall Bestandteil der optischen Erfassungsvorrichtung ist eine digitale Kamera, welche wiederholt Bilder des im Mess zonen- Erf assungsabschnitt befindlichen Fluid-Gemisches erfasst . Diese erfassten Bilder werden von der digitalen Kamera an eine Auswerteeinrichtung übertragen und mit Hil fe der Auswerteeinrichtung ausgewertet . Eine Auswerteeinrichtung kann beispielsweise ein Computersystem sein, auf dem eine entsprechende Auswertesoftware läuft . Die Auswertesoftware kann eine Mustererkennungs- und Bilderkennungssoftware umfassen, welche die Bilder daraufhin auswertet , in welchen Bildbereichen der erfassten Einzelbilder Partikel zu sehen sind und in welchen Bildbereichen partikel freies Fluid abgebildet ist . Dazu wird ausgenutzt , dass die Partikel begrenzter Raumbereiche innerhalb des Aufnahmebereiches aus füllen und anhand ihrer optisch unterschiedlichen Eigenschaften zum Fluid identi fi zierbar sind . Entsprechende Software , welche zu den erfassten Bildern erste Bildbereiche bestimmt , in welchen Partikel abgebildet sind und diese von zweiten Bildbereichen abgrenzt , in welchen partikel freies Fluid abgebildet ist , sind in der Technik bekannt . Various optical methods for analyzing particles in fluid mixtures are known in the prior art. Among other things, measurements are carried out using the light blockade method. However, imaging methods such as e.g. B. Flow Imaging Procedures . This application relates to such and similar imaging methods. In such imaging methods, fluid mixtures are conveyed through a measuring zone detection section. Such a measurement zone detection section is designed to image fluid mixtures guided therein with the aid of an optical detection device. It consists, for example, of a transparent measuring chamber through which the fluid mixture runs or is pumped. An optical detection device can have a number of optical components, for example lighting means, optical imaging center and beam shaping means. In any case, a component of the optical detection device is a digital camera, which repeatedly captures images of the fluid mixture located in the measurement zone detection section. These captured images are transmitted from the digital camera to an evaluation device and evaluated with the aid of the evaluation device. An evaluation device can be, for example, a computer system on which appropriate evaluation software is running. The evaluation software can include pattern recognition and image recognition software, which evaluates the images to determine in which image areas of the captured individual images particles can be seen and in which image areas particle-free fluid is imaged. For this purpose, use is made of the fact that the particles fill up limited spatial areas within the recording area and can be identified on the basis of their optically different properties to the fluid. Appropriate software which determines first image areas for the recorded images, in which particles are imaged and delimits these from second image areas, in which particle-free fluid is imaged, are known in the art.

Um eine optimale Erfassung der zu analysierenden Partikel sicherzustellen, sollte einerseits gewährleistet sein, dass sämtliche Partikel optisch erfasst werden und andererseits , dass im Rahmen der Erfassung und Auswertung verhindert wird, Partikel mehrfach zu zählen . Das letztgenannte Problem tritt immer dann auf , wenn identische Partikel auf mehreren Bildern abgebildet werden und nicht als identische Partikel identi fi ziert werden . In der Technik ist es bekannt , dass solche Doppelbilder durch entsprechende Wahl der Aufnahmefrequenz bewusst erzeugt werden, weil überlappende Abschnitte der Strömung bei aufeinanderfolgenden Bildern aufgenommen werden sollen . Es wird also bewusst in Kauf genommen, Partikel mehrfach auf zunehmen, um aus zuschließen, dass Partikel unerkannt in Messzonen-In order to ensure optimal detection of the particles to be analyzed, it should be ensured on the one hand that all particles are detected optically and on the other hand that within the scope of detection and evaluation, particles are prevented from being counted more than once. The latter problem always occurs occurs when identical particles are imaged on multiple images and are not identified as identical particles. It is known in the art that such double images are deliberately generated by appropriate selection of the recording frequency, because overlapping sections of the flow are to be recorded in successive images. It is therefore consciously accepted that particles are recorded several times in order to rule out the possibility of particles being undetected in the measuring zone

Erf assungsabschnitt durchqueren . Im Anschluss an die Aufnahme können dann durch Benutzeranalysen derartige Doppelbilder von der Zählung ausgeschlossen werden . Traverse the acquisition section. Subsequent to the recording, such double images can then be excluded from the count by means of user analyses.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , ein verbessertes Verfahren zur Analyse von Partikeln zur Verfügung zu stellen, welches eine Doppel zählung von Partikeln verhindert . The object of the invention is to provide an improved method for analyzing particles which prevents particles from being counted twice.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 . This object is achieved according to the invention by a method having the features of patent claim 1 .

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet , dass im Rahmen der Auswertung ( in-situ oder nach einer Mess folge ) von einer Viel zahl von Einzelbildern wiederholt eine Bilderfolge von aufeinanderfolgenden Bildern analysiert wird . Es werden also j eweils zwei oder mehr Bilder einer gemeinsamen Analyse unterzogen, wobei die Bilder als aufeinanderfolgende Einzelbilder aufgenommen wurden . Dies wird insbesondere mit solchen Bilderfolgen durchgeführt , bei denen im frühesten Bild der Bilderfolge wenigstens ein Bildbereich erkannt wurde , der einem Partikel zugeordnet wurde . Für Bilder in denen ausschließlich partikel freies Fluid abgebildet ist kann eine weitere Auswertung der darauf folgenden Bilder unterbleiben . The method according to the invention is characterized in that within the framework of the evaluation (in situ or after a measurement sequence) of a large number of individual images, an image sequence of consecutive images is repeatedly analyzed. In each case, two or more images are thus subjected to a joint analysis, with the images being recorded as consecutive individual images. This is carried out in particular with such image sequences in which at least one image area which was assigned to a particle was recognized in the earliest image of the image sequence. For images in which only particle-free fluid is shown, further evaluation of the subsequent images can be omitted.

Wurde zu einem Bild durch die Auswertung ein Partikel erkannt , so wird erfindungsgemäß zu diesem ersten Bildbereich, welcher die Abbildung des Partikels enthält , anhand von vorgegebenen Parametern ein Ziel-Bildbereich in dem Gesamtbild abgegrenzt . Dies bedeutet , dass zu dem Bildbereich, zu dem im ersten Bild ein Partikel erkannt wurde , ein Bildbereich definiert wird, in welchem sich dieser Partikel mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit in einem darauf folgenden Bild befinden wird . Da die Einzelbilder j eweils eine einheitliche Auflösung und Abmessung aufweisen, kann der Ziel-Bildbereich insbesondere durch einen Koordinaten-Bereich oder eine bestimmte Pixelgruppe definiert werden . Unter Bildbereich ist in diesem Zusammenhang also ein Pixelbereich eines Bildes zu verstehen, welcher von dem ersten Bild der Bilderfolge abgeleitet wird, in seinen abstrakten Abmessungen und seiner Definition j edoch wie eine Schablone über die nachfolgenden Bilder zu legen ist . If a particle was recognized for an image by the evaluation, a target image area in the overall image is delimited according to the invention for this first image area, which contains the image of the particle, on the basis of predetermined parameters. This means that the image area for which a particle was detected in the first image is an image area is defined in which this particle will be located with a certain probability in a subsequent image. Since the individual images each have a uniform resolution and dimensions, the target image area can be defined in particular by a coordinate area or a specific pixel group. In this context, an image area is to be understood as meaning a pixel area of an image which is derived from the first image in the sequence of images, but which is to be laid over the subsequent images like a template in terms of its abstract dimensions and its definition.

Wenn für ein frühestes Bild einer Bilderfolge ein solcher Ziel-Bildbereich begrenzt wurde , wird zu wenigstens einem der nachfolgenden Bilder der Bilderfolge eine Analyse des Ziel- Bildbereiches durchgeführt . Im Rahmen dieser Analyse wird geprüft , ob sich in dem Ziel-Bildbereich ebenfalls ein erster Bildbereich befindet , also ob in der vom ersten Bild unabhängigen Analyse des nachfolgenden Bildes ein Partikel in dem Ziel-Bildbereich erkannt wurde . Dann, wenn sich in dem entsprechenden Ziel-Bildbereich des nachfolgenden Bildes ein solcher erster Bildbereich befindet , der eine Abbildung eines Partikel enthält , wird dieses nachfolgende Bild als potentielles Doppelbild zu dem zeitlich vorgelagerten Bild der Bilderfolge kategorisiert . If such a target image area has been delimited for an earliest image in an image sequence, an analysis of the target image area is carried out for at least one of the subsequent images in the image sequence. As part of this analysis, it is checked whether there is also a first image area in the target image area, ie whether a particle was detected in the target image area in the analysis of the subsequent image that is independent of the first image. If such a first image area containing an image of a particle is located in the corresponding target image area of the subsequent image, this subsequent image is categorized as a potential double image to the temporally preceding image of the image sequence.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde , dass anhand von Parametern, die bei Messeintritt oder im Rahmen einer Kalibriermessung auf findbar sind, eine Wahrscheinlichkeit für die Transportgeschwindigkeit und Bewegungsrichtung der Partikel in dem Träger-Fluid eingrenzbar ist . Insbesondere die Strömungsgeschwindigkeit , die erwartete Partikelgrößenverteilung und die Strömungscharakteristik in den Mess zonen sind dabei bestimmende Faktoren . Auch die morphologische Beschaf fenheit der Partikel , insbesondere die Größe der Partikel sowie weitere Eigenschaften erlauben Rückschlüsse auf die erwartbaren Bewegungen und Traj ektorien der Partikel . Da die Bilderfolge j edoch auch nachträglich ausgewertet werden kann, können die vorgegebenen Parameter durchaus auch nachträglich j ustiert werden, um j eweils Doppelbilderkennungen durchzuführen, die zu ihren j eweiligen Parametersätzen abgelegt werden können . Unter einer Kategorisierung als Doppelbild ist in diesem Zusammenhang j ede technische Maßnahme zu verstehen die ein Bild markiert , z . B . die Verknüpfung eines Tags mit dem Bild, die Aufnahme in eine Referenzliste anhand der Aufnahmezeit oder -nummer oder eines Dateinamens oder auch eine Markierung in grafischer Weise auf dem Bild selbst . Eine solche Kategorisierung erlaubt es später, für einen Benutzer, oder unter Einsatz von geeigneter Software , insbesondere auch AI gestützter Software , die Ergebnisse in beliebiger Weise auf zubereiten, beispielsweise in einer Darstellung, in welcher Bilder und potenzielle Doppelbilder j eweils in Gruppen oder Stapeln dargestellt werden . The invention is based on the idea that a probability for the transport speed and direction of movement of the particles in the carrier fluid can be delimited using parameters that can be found when the measurement begins or as part of a calibration measurement. In particular, the flow velocity, the expected particle size distribution and the flow characteristics in the measuring zones are the determining factors. The morphological properties of the particles, in particular the size of the particles and other properties allow conclusions to be drawn about the expected movements and trajectories of the particles. Since the sequence of images However, since it can also be evaluated later, the specified parameters can certainly also be adjusted later in order to carry out double image recognition in each case, which can be stored with their respective parameter sets. In this context, categorization as a double image means any technical measure that marks an image, e.g. B. associating a tag with the image, including it in a reference list based on the recording time or number or a file name, or marking it graphically on the image itself. Such a categorization later allows a user, or using suitable software, in particular AI-supported software, to prepare the results in any way, for example in a display in which images and potential double images are each displayed in groups or stacks become .

Eine solche Aufbereitung erleichtert die Bestätigung oder Korrektur einer solchen Doppelbilderkennung erheblich und leistet eine deutliche Steigerung der Erkennungsqualität . Such a processing makes the confirmation or correction of such a double image recognition much easier and achieves a significant increase in the recognition quality.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Ziel-Bildbereich ausgehend von dem ersten Bildbereich des frühesten Bildes der Bilderfolge derart definiert , dass er sich von dem ersten Bildbereich in Strömungsrichtung stromabwärts erstreckt . In a preferred embodiment of the invention, the target image area is defined, starting from the first image area of the earliest image in the image sequence, in such a way that it extends downstream from the first image area in the direction of flow.

Diese Bestimmung des Ziel-Bildbereiches sorgt bereits dafür, dass Fehlerkennungen stark vermindert werden, da solche eine Erkennung von Doppelbildern nur dann erfolgt , wenn sich ein Partikel in Strömungsrichtung stromabwärts bewegt . Damit werden insbesondere Erkennungs fehler durch nachfolgende menschliche Analyse ausgeschlossen, die in einer Verwechslung der Reihenfolge der Bilder begründet sein könnte . Im Falle einer nachgeschalteten Software reduziert diese Vorgehensweise erheblich die benötigten Ressourcen, wie zum Beispiel Rechenzeit , bzw . Rechenleistung . Wird AI Software genutzt , ist dieses eine besonders wichtiger Aspekt . Der Ziel-Bildbereich kann dabei der gesamte , in Strömungsrichtung angrenzende Bildbereich sein, es kann sich j edoch auch um einen von dem ersten Bildbereich, also dem erkannten Partikel ausgehenden rechteckigen oder trichterförmigen Bereich handeln . Durch eine solche geometrische Abgrenzung können die Fehlerkennungen weiter minimiert werden, da Partikel sich üblicherweise nicht ausschließlich quer zur Strömung bewegen . This determination of the target image area already ensures that false detections are greatly reduced, since such a detection of double images only occurs when a particle moves downstream in the direction of flow. In particular, this rules out recognition errors caused by subsequent human analysis, which could be due to a mix-up in the order of the images. In the case of downstream software, this procedure significantly reduces the resources required, such as computing time or computing power . If AI software is used, this is a particularly important aspect. The target image area This can be the entire image area adjoining in the direction of flow, but it can also be a rectangular or funnel-shaped area starting from the first image area, ie the detected particle. Such a geometric delimitation can further minimize the false detections, since particles usually do not move exclusively transversely to the flow.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird wenigstens eine der vorgegebenen Parameter zur Bestimmung des Ziel-Bildbereiches in Abhängigkeit von der Fördergeschwindigkeit oder Durchflussgeschwindigkeit des Fluid-Gemisches durch den Me s s zonen-Erf as sungs ab schnitt vorgegeben . In a preferred embodiment of the invention, at least one of the specified parameters for determining the target image area is specified as a function of the conveying speed or flow rate of the fluid mixture through the measurement zone detection section.

Die Strömungsgeschwindigkeit ist ein erheblicher Einfluss faktor da sie bestimmt , welche Strecke in den Bildern zwischen zwei Aufnahmen zurückgelegt wird . Andererseits ist die Strömungsgeschwindigkeit regelmäßig ein Mittelwert , da auch bei einer laminaren Strömung die Geschwindigkeiten im Mess zonen- Erf assungsabschnitt unterschiedlich verteilt sind . Eine automatisierte Kopplung der Auswertung zur Erkennung von Doppelbildern an die eingestellte Strömungsgeschwindigkeit erlaubt es , besonders präzise Doppelbilderkennungen durchzuführen . Dabei kann die Strömungsgeschwindigkeit auch in anfänglichen Kalibriermessungen bestimmt werden, bei denen mit besonders hoher Frequenz die Förderung einzelner Partikel durch den Mess zonen-Erf assungsabschnitt überwacht wird und aus der Bewegung der Partikel zwischen zwei Aufnahmen die zugehörige Strömungsgeschwindigkeit bestimmt wird . The flow velocity is a significant influencing factor as it determines the distance covered in the images between two exposures. On the other hand, the flow velocity is regularly an average value, since the velocities in the measuring zone detection section are distributed differently even with a laminar flow. Automated coupling of the evaluation for the detection of double images to the set flow rate makes it possible to carry out particularly precise double image detection. The flow rate can also be determined in initial calibration measurements, in which the conveyance of individual particles through the measurement zone detection section is monitored at a particularly high frequency and the associated flow rate is determined from the movement of the particles between two recordings.

Entsprechend ist ein vorgegebener Parameter für die Ermittlung des Ziel-Bildbereiches bevorzugt auch abhängig von dem zeitlichen Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bildern der digitalen Kamera . Je hochfrequenter Bilder aufgenommen werden, desto größer ist der Anteil an Überlappungsbereichen der auf gezeichneten Bilder bei zwei aufeinanderfolgenden Aufnahmen . Entsprechend wird in die Parameter für die Definition des Ziel-Bildbereiches auch die aktuelle Aufnahmefrequenz der Bilder eingehen, um den Ziel- Bildbereich besonders präzise zu definieren . Accordingly, a predetermined parameter for determining the target image area is preferably also dependent on the time interval between two consecutive images from the digital camera. The more high-frequency images are recorded, the greater the proportion of overlapping areas of the recorded images in two consecutive recordings. Accordingly, in the Parameters for the definition of the target image area also include the current recording frequency of the images in order to define the target image area particularly precisely.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann berücksichtigt werden, dass unterschiedliche Strömungsschichten einer laminaren Strömung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durch den Mess zonen-Erf assungsabschnitt gefördert werden . Eine laminare Strömung weist in ihrem Mittenbereich die größten Strömungsgeschwindigkeiten auf , während an den seitlichen Begrenzungen zu den Führungswänden ( z . B . Wänden einer Glaskapillare ) die Strömungsgeschwindigkeiten abnehmen . Entsprechend kann vorgesehen werden, dass in Abhängigkeit von der Lage des Partikels im Bild der Ziel-Bildbereich unterschiedlich definiert wird, abhängig von der erwarteten Strömungsgeschwindigkeit . Für einen Partikel , der nahe des Randes geführt wird, kann der Ziel-Bildbereich dann mit einer geringeren Ausdehnung definiert werden als Partikel , welcher sich eher in der Mitte einer Strömung befindet . Eine solche Auswertung und Definition des Ziel-Bildbereiches ist hinsichtlich einer Vorfilterung für nachfolgende Veri fi zierung durch erfahrenes Bedienpersonal besonders hil freich, da sie gegen die intuitive Annahme schützt , dass die Partikel im gesamten Bildbereich den Bildbereich mit gleichartiger Geschwindigkeit durchqueren . In a development of the invention, it can be taken into account that different flow layers of a laminar flow are conveyed through the measurement zone detection section at different speeds. A laminar flow has the greatest flow velocities in its central area, while the flow velocities decrease at the lateral boundaries to the guide walls (e.g. walls of a glass capillary). Accordingly, it can be provided that the target image area is defined differently depending on the position of the particle in the image, depending on the expected flow rate. For a particle that is guided near the edge, the target image area can then be defined with a smaller extent than a particle that is more in the middle of a flow. Such an evaluation and definition of the target image area is particularly helpful with regard to pre-filtering for subsequent verification by experienced operating personnel, since it protects against the intuitive assumption that the particles in the entire image area traverse the image area at the same speed.

Der Ableitung eines Ziel-Bildbereiches in Abhängigkeit von der Zuordnung zu einer Strömungsschicht einer laminaren Strömung kann dabei gemäß den herkömmlichen Modellen einer laminaren Strömung entsprechen, insbesondere den Werten für eine theoretische Geschwindigkeitsverteilung über den Gesamtquerschnitt der Förderung . Dabei wird im Modell zu berücksichtigen sein, dass j ede zweidimensionale Aufnahme kaum Informationen über die in Sichtrichtung vorliegende Position des Partikels enthält . Ein in der Mitte des Einzelbildes befindlicher Partikel kann sich bei Aufnahme einer Strömung mit kreis förmigem Strömungsquerschnitt nämlich in der Mitte der Strömung oder auch in einem der Kamera fernliegenden oder zugewandten Randbereich befinden . Diese Probleme des Verlustes einer Tiefeninformationen können j edoch durch eine entsprechende Wahl einer Strömungs führung, z . B . mit rechteckigem Querschnitt oder mit ellipsenförmigem Querschnitt beeinflusst werden . The derivation of a target image area depending on the assignment to a flow layer of a laminar flow can correspond to a laminar flow according to the conventional models, in particular the values for a theoretical velocity distribution over the total cross-section of the conveyor. The model will have to take into account that each two-dimensional recording contains hardly any information about the position of the particle in the viewing direction. A particle located in the middle of the frame can move with it when a flow is recorded circular flow cross-section namely in the middle of the flow or also in an edge area remote from or facing the camera. However, these problems of loss of depth information can be avoided by appropriate choice of a flow guide, e.g. B. with a rectangular cross-section or with an elliptical cross-section.

Während es möglich ist , einen Ziel-Bildbereich lediglich durch Festlegung einer Ausdehnung in Richtung der Strömung zu definieren, kann vorzugsweise auch eine Begrenzung des Ziel- Bildbereiches quer zur Strömungsrichtung erfolgen . Entsprechend wird in einer bevorzugten Aus führungs form der Erfindung ein Bewegungskorridor aus der Lage des Partikels im ersten Bild der Bilderfolge abgeleitet , in dem sich der Partikel in nachfolgenden Bildern befinden sollte , sofern es sich um denselben Partikel handelt . Dies ist insbesondere dann vorteilhaft , wenn die Strömung eine laminare Strömung ist , so dass eine signi fikante Abweichung der Partikelbahn quer zur Strömungsrichtung nicht zu erwarten ist . Ein Partikel welcher in nachfolgenden Bildern nicht innerhalb dieses Korridors liegt , wird dann die Erkennung als Doppelbild nicht auslösen . Eine solche Ableitung des Ziel-Bildbereiches bringt entsprechend noch eine weitere und feinere Abstimmungskomponenten in die Auswertung, so dass die Fehlerkennung auf Doppelbilder weiter reduziert wird . While it is possible to define a target image area simply by defining an extension in the direction of the flow, the target image area can preferably also be delimited transversely to the flow direction. Correspondingly, in a preferred embodiment of the invention, a movement corridor is derived from the position of the particle in the first image of the sequence of images, in which the particle should be located in subsequent images, provided the same particle is involved. This is particularly advantageous when the flow is a laminar flow, so that a significant deviation of the particle path perpendicular to the direction of flow is not to be expected. A particle which does not lie within this corridor in subsequent images will then not trigger recognition as a double image. Such a derivation of the target image area correspondingly brings a further and finer tuning component into the evaluation, so that the error detection of double images is further reduced.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann auch neben der Strömungsgeschwindigkeit die morphologische Gestalt der Partikel zur Ausbildung und Definition der Ziel-Bildbereiche herangezogen werden, da die morphologische Gestalt der Partikel einen Einfluss auf die Verweildauer der Partikel in einem bestimmten Bildbereich haben kann . Hier sei insbesondere , aber nicht alleinig und nicht ausschließlich, die Größe der Partikel als morphologische Eigenschaft genannt . In a development of the invention, in addition to the flow rate, the morphological shape of the particles can also be used to form and define the target image areas, since the morphological shape of the particles can influence the dwell time of the particles in a specific image area. In particular, but not solely and not exclusively, the size of the particles should be mentioned here as a morphological property.

Es ist besonders bevorzugt , wenn das erfindungsgemäße Verfahren mit einer Einmessungsphase kombiniert wird, in welcher durch die Analyse von aufeinanderfolgenden Bildern die Fördergeschwindigkeit des Fluid-Gemisches bestimmt wird und daraus ein Parameter für die Bestimmung des Ziel-Bildbereiches abgeleitet wird . Wie voranstehend bereits erläutert ist es durch eine Bildauswertung von Bildfolgen mit geeigneter gesteigerte Aufnahmefrequenz möglich, einzelne Partikel bei ihrer Bewegung durch den Bildbereich zu überwachen und daraus die Strömungsgeschwindigkeit abzuleiten, da die geometrischen Ausdehnungen des Mess zonen-Erf assungsabschnittes und des davon auf genommenen Bildbereiches bekannt sind . Eine solche Einmessung kann automatisiert erfolgen oder durch einen Benutzer ausgelöst werden, um einen anfänglichen Parametersatz für die Doppelbilderkennung abzuleiten . It is particularly preferred if the method according to the invention is combined with a calibration phase in which the conveying speed of the fluid mixture is determined by analyzing successive images and a parameter for determining the target image area is derived from this. As already explained above, by evaluating image sequences with a suitably increased recording frequency, it is possible to monitor individual particles as they move through the image area and to derive the flow velocity from this, since the geometric dimensions of the measuring zone detection section and the image area recorded from it are known are . Such a calibration can be automated or triggered by a user in order to derive an initial set of parameters for double image recognition.

Es wurde bereits erwähnt , dass Kategorisierungen der Doppelbilder auf verschiedenste Art vorgenommen werden können, so dass nachträglich festgestellt werden kann, ob in dem Verfahren ein Bild als Doppelbild erkannt wurde . In einer besonders bevorzugten Gestaltung der Erfindung werden im laufenden Verfahren oder im Anschluss an das Verfahren Bildgruppen gebildet , welche Bilder und darauf folgende Doppelbilder zusammenfassen . Derartige Bildgruppen können in einem entsprechenden Darstellungsprogramm gruppiert angezeigt werden oder es kann bei der Darstellung zunächst nur signalisiert werden, dass zu einem Bild weitere , als Doppelbilder erkannte Bilder existieren, so dass ein Benutzer diese bedarfsweise einblenden und ausblenden kann . Dem Benutzer werden auf diese Weise in besonders übersichtlicher Gestaltung Bildgruppen dargeboten, so dass er bequem die Erkennung der Doppelbilder veri fi zieren kann . It has already been mentioned that the double images can be categorized in a wide variety of ways, so that it can subsequently be determined whether an image was recognized as a double image in the method. In a particularly preferred embodiment of the invention, groups of images are formed during the process or after the process, which combine images and subsequent double images. Such groups of images can be displayed grouped in a corresponding display program or it can initially only be signaled during the display that additional images recognized as double images exist for an image, so that a user can show and hide them as required. In this way, groups of images are presented to the user in a particularly clear design, so that he can easily verify the recognition of the double images.

Statt eines menschlichen Benutzers - oder zusätzlich zu diesem - kann auch eine Software treten, die in-situ, oder nachgeschaltet die mittels des in der Erfindung beschriebenen Verfahrens die Bildgruppen hinsichtlich Doppelbilder analysiert . Hierfür kann sich insbesondere AI gestützte Software eignen und auf Grund der reduzierten Datenmenge , die durch Verwendung des beschriebenen Verfahrens ergibt , sehr ef fi zient arbeiten . Insbesondere ist es auch möglich, anhand der Bilderkennung und menschlichen Nachauswertung die Parameter für die Definition des Ziel-Bildbereiches nachträglich zu j ustieren und eine erneute Auswertung sämtlicher Rohbilder aus dem Erfassungsvorgang vorzunehmen . Durch eine solche nachträglich Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird gewährleistet , dass j ederzeit eine konsistente Bewertung vorliegt , die durch allein menschliche Auswertung nicht immer gewährleistet ist . Instead of a human user - or in addition to this - there can also be software that analyzes the image groups with regard to double images in situ or downstream by means of the method described in the invention. AI-supported software in particular can be suitable for this and work very efficiently due to the reduced amount of data that results from using the method described. In particular, it is also possible to subsequently adjust the parameters for the definition of the target image area on the basis of image recognition and human post-evaluation and to carry out a new evaluation of all raw images from the acquisition process. Such a subsequent application of the method according to the invention ensures that a consistent evaluation is available at all times, which is not always guaranteed by human evaluation alone.

Es ist j edoch auch möglich, dass das erfindungsgemäße Verfahren bereits während der Verfahrensdurchführung mit Messvorgänge abläuft und die entsprechenden Bildgruppen kontinuierlich und in-situ gebildet werden . However, it is also possible for the method according to the invention to take place while the method is being carried out with measurement processes and for the corresponding image groups to be formed continuously and in situ.

Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert . The invention will now be explained in more detail with reference to the attached drawing.

Figur 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ; FIG. 1 schematically shows a device for carrying out the method according to the invention;

Figur 2 zeigt schematisch ein Einzelbild mit erfassten Partikeln; FIG. 2 schematically shows a single image with detected particles;

Figur 3a zeigt schematisch den Erfassungsbereich der Digitalkamera in der Mess zone ; FIG. 3a shows schematically the detection range of the digital camera in the measuring zone;

Figur 3b zeigt schematisch überlappungs frei angeordneter Erfassungsbereiche ; FIG. 3b schematically shows detection areas arranged without overlapping;

Figur 3c zeigt schematisch die Aufnahme überlappender Erfassungsbereiche unter Entstehung von Doppelbildern; FIG. 3c schematically shows the recording of overlapping detection areas with the formation of double images;

Figuren 4a, 4b und 4c zeigen beispielhaft Bildpaare und zugehörige Ziel-Bildbereiche zur Erkennung von Doppelbildern; FIGS. 4a, 4b and 4c show, by way of example, image pairs and associated target image areas for the detection of double images;

Figuren 5a, 5b und 5c zeigen schematisch drei Gruppen von Bildern mit zugehörigen Ziel-Bildbereichen zur Erkennung von Doppelbildern; FIGS. 5a, 5b and 5c schematically show three groups of images with associated target image areas for the detection of double images;

Figuren 6a und 6b zeigen schematisch die Definition von Ziel-Bildbereichen in einer laminaren Strömung . In Figur 1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt . Die Vorrichtung weist eine Zuführungseinrichtung 1 auf . Die Zuführungseinrichtung enthält ein Reservoir des zu analysierenden Fluid-Gemisches und eine Fördereinrichtung, welche das Fluid-Gemisch mit einem vorgegebenen Druck und damit einer vorgegebenen Geschwindigkeit durch die Zuführung 5 in dem Einlauf 6 einer Mess zone liefert . Ein in Strömungsrichtung begrenzter Bereich der Strömung ist ein Mess zonen-Erf assungsabschnitt 7 , also derj enige Abschnitt , der optisch untersucht wird während stromauf und stromab liegende Abschnitte nicht optisch erfasst werden . In dieser Darstellung ist vorgesehen, dass eine Beleuchtungseinrichtung 10 mit einer Linsenoptik 11 den Mess zonen-Erf assungsabschnitt 7 durchleuchtet . Eine Abbildungsoptik 12 fokussiert das Bild auf die digitale Kamera 13 . Die Abbildungsoptik 12 kann durchaus mit der Kamera 13 integriert sein . Während in dieser Darstellung eine Durchlichtanordnung gezeigt ist , ist die Anwendung der Erfindung in eine Auf licht-Anordnung grundsätzlich ebenfalls möglich . Das durch den Mess zonen-Erf assungsabschnitt 7 geführte Fluid wird am Auslass 8 ausgeleitet und verworfen . FIGS. 6a and 6b schematically show the definition of target image areas in a laminar flow. FIG. 1 shows a device for carrying out the method according to the invention. The device has a feed device 1 . The feed device contains a reservoir of the fluid mixture to be analyzed and a conveying device which delivers the fluid mixture at a predetermined pressure and thus at a predetermined speed through the feed 5 into the inlet 6 of a measuring zone. A region of the flow that is limited in the direction of flow is a measuring zone detection section 7, ie that section which is examined optically while sections lying upstream and downstream are not optically detected. In this representation it is provided that an illumination device 10 with lens optics 11 illuminates the measurement zone detection section 7 . Imaging optics 12 focus the image onto digital camera 13 . The imaging optics 12 can certainly be integrated with the camera 13 . While a transmitted-light arrangement is shown in this illustration, the application of the invention in an incident-light arrangement is basically also possible. The fluid conducted through the measurement zone detection section 7 is discharged at the outlet 8 and discarded.

Mit der Digitalkamera 13 ist eine Auswerteeinrichtung 14 in Gestalt eines Computersystems gekoppelt , auf dem eine Auswertesoftware läuft . Von der Kamera 13 werden wiederholt Einzelbilder an das Computersystem 14 geliefert . Die Auswerteeinrichtung 14 ist in dieser beispielhaften Darstellung des Systems außerdem mit der Zuführungseinrichtung 1 gekoppelt , um dort Informationen über den Förderdruck oder die Fördergeschwindigkeit des Fluids durch den Mess zonen- Erf assungsabschnitt zu erhalten oder die Fördergeschwindigkeit und den Förderdruck einzustellen . An evaluation device 14 in the form of a computer system on which evaluation software runs is coupled to the digital camera 13 . The camera 13 repeatedly delivers individual images to the computer system 14 . In this exemplary representation of the system, the evaluation device 14 is also coupled to the feed device 1 in order to obtain information there about the delivery pressure or the delivery speed of the fluid through the measurement zone detection section or to set the delivery speed and the delivery pressure.

In solchen Vorrichtungen ist die Lichtquelle 10 üblicherweise auf einen besonders hohen Kontrast zwischen Partikeln und Fluid abgestimmt , außerdem können grundsätzlich auch noch optische Filter in dem Weg zwischen der Kamera 13 und die Lichtquelle 10 eingebracht sein . In such devices, the light source 10 is usually tuned to a particularly high contrast between particles and fluid optical filters can also be introduced in the path between the camera 13 and the light source 10 .

Figur 2 zeigt schematisch ein Einzelbild, welches durch die digitale Kamera 13 vom Mess zonen-Erf assungsabschnitt aufgenommen wird . Bei Fluid-Gemischen mit geringer Konzentration an Partikeln macht es sich statistisch stärker bemerkbar, wenn einzelne Partikel nicht- oder fehlgezählt werden . Andererseits gelangen nur sporadisch Partikel in den Erfassungsbereich der Kamera . Viele Einzelbilder werden entsprechend keine Partikel enthalten . In dieser beispielhaften Aufnahme sind j edoch zwei Partikel 20 dargestellt . Zu diesen beiden Partikeln unterschiedlicher Größe sind j eweils Einhüllende 21 bestimmt , wie dies entsprechende Erkennungssoftware in gängigen Systemen bereits leistet . Solche Einhüllende dienen dazu, den Bildbereich zu definieren, in dem ein Partikel in einem Einzelbild erkannt wurde . Eine Einhüllende , z . B . in Gestalt einer geometrischen Form eines Vierecks oder Polygons , kann in einfacher weise als abstrakte Datenfolge gespeichert und verarbeitet werden . FIG. 2 schematically shows a single image which is recorded by the digital camera 13 of the measurement zone detection section. In the case of fluid mixtures with a low concentration of particles, it is statistically more noticeable if individual particles are not counted or counted incorrectly. On the other hand, particles only sporadically reach the detection range of the camera. Accordingly, many individual images will not contain any particles. In this example recording, however, two particles 20 are shown. Envelopes 21 are each determined for these two particles of different sizes, as is already done by corresponding recognition software in conventional systems. Such envelopes serve to define the image area in which a particle was detected in a single image. An envelope, e.g. B. in the form of a geometric shape of a square or polygon, can be easily stored and processed as an abstract data sequence.

Die Figuren 3a bis 3c verdeutlichen den Ansatz der gezielten Aufnahme von Doppelbildern zur Sicherstellung der vollständigen Erfassung von im Fluidgemisch mitgeführten Partikeln . In Figur 3a ist schematisch ein Abschnitt der Mess zone gezeigt , mit dem Mess zonen-Erf assungsabschnitt 7 . Dieser Mess zonen- Erf assungsabschnitt kennzeichnet den Teil der Strömung, der in einem bestimmten Moment im Sichtbereich der Digitalkamera liegt . Bereiche oberhalb ( stromauf ) oder unterhalb ( stromab ) des Mess zonen-Erf assungsabschnitts werden nicht erfasst . Wird die Aufnahmefrequenz der digitalen Kamera exakt auf die Strömungsgeschwindigkeit abgestimmt , kann erreicht werden, dass die Grenzen des Mess zonen-Erf assungsabschnitts exakt mit den Grenzen des zwischen den Aufnahmen geförderten Volumens übereinstimmen . Eine solche Darstellung ist Figur 3b schematisch gezeigt . Dort sind Strömungsabschnitte 20 gleicher Länge überlappungs frei aneinander angrenzend gezeigt . Theoretisch wäre es möglich, eine solche Aufnahmefolge aus zuwerten, ohne einzelne Partikel zu übersehen . In der Realität ist eine Strömung j edoch einerseits nicht über den gesamten Querschnitt gleich schnell , sondern weist ein Strömungsprofil auf , außerdem ist die exakte Abstimmung bei derart dynamischen Vorgängen kaum zu realisieren, insbesondere da auch in Abhängigkeit von Partikelart und - form unterschiedliche Fördergeschwindigkeiten realisiert werden und es auch zeitliche Fluktuationen der Strömungsgeschwindigkeit in geringem Maße geben kann . FIGS. 3a to 3c illustrate the approach of the targeted recording of double images to ensure the complete recording of particles entrained in the fluid mixture. A section of the measurement zone is shown schematically in FIG. 3a, with the measurement zone detection section 7 . This measuring zone detection section marks the part of the flow that is in the field of view of the digital camera at a certain moment. Areas above (upstream) or below (downstream) the measurement zone coverage section are not captured. If the recording frequency of the digital camera is precisely matched to the flow velocity, it can be achieved that the boundaries of the measuring zone recording section correspond exactly to the boundaries of the volume conveyed between the recordings. Such a representation is shown schematically in FIG. 3b. There, flow sections 20 of the same length are shown adjoining one another without overlapping. Theoretically would be it is possible to evaluate such a recording sequence without overlooking individual particles. In reality, however, a flow does not have the same speed over the entire cross-section, but has a flow profile. In addition, precise coordination with such dynamic processes is hardly possible, especially since different conveying speeds are realized depending on the particle type and shape and there may also be slight fluctuations in flow velocity over time.

Daher wird in der Praxis ein in Figur 3c gezeigtes Konzept angewandt , welches die Aufnahmefrequenz derart erhöht , dass überlappende Bildbereiche von verschiedenen Strömungsabschnitten aufgenommen werden . Weiterhin ist hier der Messzonen- Erf assungsabschnitt durch die Zi f fer 7 gekennzeichnet . Die weiteren Strömungsabschnitte , die zeitlich vor oder nach dem Abschnitt 7 aufgenommen wurden oder werden, sind durch die Bezugs zeichen 21a bis 21 f dargestellt . Es ist ersichtlich, dass j eweils aufeinanderfolgende Aufnahmen, beispielsweise die Aufnahmen 21a und 21b oder die Aufnahmen 21c, der Messzonen- Erf assungsabschnitt 7 sowie Abschnitt 21d zueinander überlappende Bildbereiche aufweisen . Die in diesen Bildbereichen befindlichen Partikel werden entsprechend mehrfach aufgenommen, wobei man dann von Doppelbildern spricht . Es ist bei der Partikelanalyse j edoch der Wunsch, insbesondere bei Fluid- Gemischen mit geringen Partikelkonzentrationen eine Doppel zählung von Partikeln zu vermeiden . Therefore, a concept shown in FIG. 3c is used in practice, which increases the recording frequency in such a way that overlapping image areas of different flow sections are recorded. Furthermore, the measurement zone detection section is identified here by the number 7. The other flow sections that were or will be recorded before or after section 7 are represented by reference numerals 21a to 21f. It can be seen that successive recordings, for example the recordings 21a and 21b or the recordings 21c, of the measuring zone detection section 7 and section 21d have image areas that overlap with one another. The particles located in these image areas are correspondingly recorded several times, in which case one speaks of double images. In particle analysis, however, there is a desire to avoid double counting of particles, particularly in the case of fluid mixtures with low particle concentrations.

Die Figuren 4a, 4b und 4c zeigen schematisch die Anwendung einer ersten Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens . Es sind dabei Gruppen j eweils aufeinanderfolgende Bilder gezeigt , also Bildfolgen mit j eweils zwei Bildern . In Figur 4a wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst ein Bild 40a analysiert , in dem ein Partikel 41a identi fi ziert wird . Erfindungsgemäß wird ausgehend von dem Bildbereich des Partikels 41a ein Ziel-Bildbereich 42 , der sich von der Lage des Partikels in Bild 40a stromabwärts erstreckt . Bei der Bemessung des Ziel- Bildbereiches 42 wird die Fördergeschwindigkeit oder der Förderdruck des Fluid-Gemisches durch die Kapillare berücksichtigt . Es wird in dieser einfachen Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend angenommen, dass ein Partikel 41a bis zum Zeitpunkt des nächsten Bildes j edenfalls nicht weitergefördert werden kann, als die Erstreckung des Ziel- Bildbereiches 42 . Wie das Bild 40b zeigt , welches mit einer vorgegebenen Verzögerung zu Bild 40a aufgenommen wurde , ist nun ein Partikel 43 erkannt . Dieser Partikel 43 liegt j edoch nicht in dem definierten Ziel-Bildbereich 42 . Entsprechend wird in dem Beispiel der Figur 4a bei den Bildern 40a und 40b keine Kategorisierung als Doppelbild vorgenommen . FIGS. 4a, 4b and 4c schematically show the use of a first embodiment of the method according to the invention. Groups of consecutive images are shown, ie image sequences each with two images. In FIG. 4a, an image 40a is first analyzed using the method according to the invention, in which a particle 41a is identified. According to the invention, starting from the image area of the particle 41a, a target image area 42, which differs from the position of the particle extends downstream in Figure 40a. When dimensioning the target image area 42, the conveying speed or the conveying pressure of the fluid mixture through the capillary is taken into account. In this simple embodiment of the method according to the invention, it is accordingly assumed that a particle 41a cannot be conveyed any further than the extent of the target image area 42 by the time of the next image. As image 40b shows, which was recorded with a predetermined delay in relation to image 40a, a particle 43 has now been identified. However, this particle 43 does not lie in the defined target image area 42 . Correspondingly, in the example in FIG. 4a, images 40a and 40b are not categorized as double images.

Figur 4b zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, wobei der Ziel-Bildbereich nicht nur durch eine in Strömungsrichtung begrenzte Ziel zone 42 definiert wird, sondern auch durch einen Korridor im Bildbereich mit den Begrenzungen 44a und 44b . Das Bild 45a stellt das früheste Bild der Bildfolge dar, während das Bild 45b mit einem definierten zeitlichen Abstand zu Bild 45a aufgenommen wurde . Ein in Bild 45a erfasster Partikel 46 führt zu der Bestimmung eines Ziel-Bildbereiches 44c, wie er in Bild 45b gezeigt ist , nämlich begrenzt durch die seitlichen Korridorbegrenzungen 44a und 44b sowie die in Strömungsrichtung gelegene Begrenzung 42 . Der in Bild 45b erfasste Partikel 47 befindet sich zwar in Strömungsrichtung im Ziel-Bildbereich, j edoch außerhalb der seitlichen Begrenzungen 44a und 44b . Es wird auch in diesem Beispiel kein Doppelbild erkannt und entsprechend keine Kategorisierung vorgenommen . FIG. 4b shows a further embodiment of the invention, the target image area not only being defined by a target zone 42 delimited in the direction of flow, but also by a corridor in the image area with the delimitations 44a and 44b. Image 45a represents the earliest image in the image sequence, while image 45b was recorded at a defined time interval from image 45a. A particle 46 detected in image 45a leads to the determination of a target image area 44c, as shown in image 45b, namely bounded by the lateral corridor boundaries 44a and 44b and the boundary 42 located in the direction of flow. The particle 47 detected in image 45b is in the flow direction in the target image area, but outside of the lateral boundaries 44a and 44b. In this example, too, no double image is recognized and accordingly no categorization is carried out.

In Figur 4c ist eine dem Beispiel aus Figur 4b entsprechende Gestaltung vorgenommen, wobei eine Bildfolge mit den Bildern 50a und 50b betrachtet wird . Wiederum sind auf Basis des in Bild 50a erfassten Partikels 51 der in Strömungsrichtung gelegene Ziel- Bildbereich 42 begrenzt , ebenso wie die seitlichen Begrenzungen 52a und 52b . In Bild 50b liegt j edoch eine Erfassung eines Partikels im Ziel-Bildbereich vor, welcher aus dem Bild 50a abgeleitet wurde . Entsprechend wird hier das Bild 50b als potenzielles Doppelbild kategorisiert und mit dem Bild 50a zu einer Bildgruppe zusammengefasst . A design corresponding to the example from FIG. 4b is implemented in FIG. 4c, with an image sequence having the images 50a and 50b being considered. Again, based on the particle 51 detected in image 50a, the target downstream image area 42 is bounded, as are the lateral boundaries 52a and 52b. In picture 50b, however, there is a detection of a Particle in the target image area, which was derived from the image 50a. Correspondingly, the image 50b is categorized here as a potential double image and combined with the image 50a to form an image group.

Die Figuren 5a, 5b und 5c stellen schematisch die Auswertung von Bildgruppen von j eweils drei aufeinanderfolgenden Bildern als j eweilige Bildfolge dar . FIGS. 5a, 5b and 5c schematically represent the evaluation of image groups of three consecutive images each as a respective image sequence.

Die Bilder 60a, 70a und 80a stellen j eweils die ersten Bilder der j eweiligen Bildfolge dar . In diesen Darstellungen ist beispielhaft eine komplexere Gestaltung der Ziel-Bildzone auf Basis der ersten Bilder gezeigt , nämlich mit einer in Strömungsrichtung erweiternden, trichterförmigen Ziel zone . Die Ziel zone wird j eweils begrenzt durch die Geraden 61a, 61b . Während die Bildfolge 60a, 60b und 60c den Fall zeigt , dass keine Doppelbilderkennung erfolgt , weil ein Partikel sich schneller durch das Bild bewegt , als durch die Ziel-Bildzone definiert , ist in der Bildfolge 70a, 70b und 70c der Fall gezeigt , dass ein Partikel sich zwar nicht schneller bewegt , sich j edoch seitlich außerhalb des definierten Ziel- Bildabschnitts befindet . The images 60a, 70a and 80a each represent the first images of the respective image sequence. In these representations, a more complex design of the target image zone based on the first images is shown as an example, namely with a funnel-shaped target zone expanding in the direction of flow. The target zone is in each case delimited by the straight lines 61a, 61b. While the image sequence 60a, 60b and 60c shows the case that no double image recognition takes place because a particle moves faster through the image than defined by the target image zone, the image sequence 70a, 70b and 70c shows the case that a Particle is not moving any faster, but is laterally outside of the defined target image section.

In der Bildfolge 80a, 80b und 80c j edoch ist ein Partikel in allen drei Bildern innerhalb des Ziel-Bildbereichs enthalten, so dass hier eine Folge von einem Ursprungsbild 80a mit zwei Doppelbildern 80b, 80c identi fi ziert wird und die entsprechenden Doppelbilder kategorisiert werden . In the image sequence 80a, 80b and 80c, however, a particle is contained in all three images within the target image area, so that here a sequence of an original image 80a with two double images 80b, 80c is identified and the corresponding double images are categorized.

Die Figuren 6a und 6b zeigen schematisch eine vom Strömungsprofil abhängige Gestaltung des Ziel-Bildbereichs . Das von der digitalen Kamera aufgenommene Bild 100 zeigt in der abstrahierten Darstellung der Figur 6a ein Strömungsprofil 101 . Je nach Position des Partikels quer zur Strömung wird eine unterschiedliche Transportgeschwindigkeit in Strömungsrichtung 102 erwartet , j e nach Lage quer zur Strömungsrichtung . Dies ist durch die vertikalen Striche von einer gemeinsamen Ausgangslinie dargestellt . Dieses Modell wird erfindungsgemäß in einer Fortbildung der Erfindung verwertet , um in Abhängigkeit von der Lage des Partikels in einer Richtung quer zur Strömung den Ziel- Bildbereich zu definieren . Entsprechendes ist in Figur 6b gezeigt . Die Figur 6b nimmt beispielhaft die Abmessungen des laminaren Strömungsprofils 101 und bildet daraus Erwartungsbereiche 103a bis 103 f , innerhalb derer sich Partikel zwischen zwei Aufnahmen weiterbewegen . Die tatsächliche Ausdehnung der j eweiligen Ziel-Bildbereiche ist dabei abhängig von der Bildfrequenz sowie auch der Fördergeschwindigkeit durch den Mess zonen-Erf assungsabschnitt . Es ist j edoch erkennbar, dass j e nach Lage der Partikel unterschiedliche Ausdehnungen der Ziel-Erfassungsbereiche generiert werden . FIGS. 6a and 6b schematically show a design of the target image area that is dependent on the flow profile. The image 100 recorded by the digital camera shows a flow profile 101 in the abstract representation of FIG. 6a. Depending on the position of the particle transverse to the flow, a different transport speed in the direction of flow 102 is expected, depending on the position transverse to the direction of flow. This is represented by the vertical dashes from a common baseline. This model is according to the invention in a Development of the invention used to define the target image area depending on the position of the particle in a direction transverse to the flow. The same is shown in FIG. 6b. FIG. 6b takes the dimensions of the laminar flow profile 101 as an example and uses them to form expected areas 103a to 103f, within which particles move on between two recordings. The actual extent of the respective target image areas is dependent on the image frequency as well as the conveying speed through the measuring zone detection section. However, it can be seen that, depending on the position of the particles, different extents of the target detection areas are generated.

Liegt beispielsweise ein Partikel 105a in einer ersten Aufnahme auf der Grundlinie , so wird in Abhängigkeit von seiner Position quer zur Strömungsrichtung 102 der Ziel-Bildbereich 103b definiert . Wird in einer darauf folgenden Aufnahme ein Partikel bei Position 105b erfasst , wird kein Doppelbild erkannt , da an dieser Stelle bei dem Strömungsprofil der entsprechende Ziel-Bildbereich die Position 105c nicht umschließt . Befindet sich j edoch ein Partikel 106a in der Mitte der laminaren Strömung, so resultiert daraus ein größerer Zielbildbereich 103d . Ein Partikel bei einer nachfolgenden Aufnahme , welche an der Position 106b liegt , liegt in Ziel- Bildbereich 103d . Obwohl also der Partikel 106b genauso weit transportiert wurde , wie ein Partikel 105b, wird bei dem Bild mit dem Partikel an der Position 106b ein Doppelbild erkannt , bei dem Bild mit dem Partikel an der Stelle 105b j edoch nicht . Auf diese Weise kann eine weitere Verfeinerung derIf, for example, a particle 105a lies on the baseline in a first recording, then the target image area 103b is defined depending on its position transversely to the direction of flow 102 . If a particle is detected at position 105b in a subsequent recording, no double image is recognized since at this point in the flow profile the corresponding target image area does not enclose position 105c. However, if there is a particle 106a in the middle of the laminar flow, this results in a larger target image area 103d. A particle in a subsequent exposure, which is at position 106b, is in target image area 103d. Although the particle 106b was transported just as far as a particle 105b, a double image is recognized in the image with the particle at position 106b, but not in the image with the particle at position 105b. In this way, a further refinement of the

Doppelbilderkennung durchgeführt werden . Double image detection are performed.

Claims

patent claims

1 . Method for analyzing particles in fluid mixtures, the fluid mixtures having at least one carrier fluid and particles entrained therein, the carrier fluid and the particles differing in their optical properties, the fluid mixture being characterized by a measuring zone

Detection section (7) is conveyed, with an optical detection device (10, 11, 12, 13) which has a digital camera (13), the fluid mixture in the measuring zone detection section (7) is detected, wherein the images captured with the digital camera ( 13 ) are evaluated with the aid of an evaluation device ( 14 ), the evaluation device being used to repeatedly determine first image areas ( 20 ) for captured images, in which particles are depicted and this from second image areas (22) in which particle-free fluid is depicted, characterized in that an image sequence of consecutive images is repeatedly analyzed with the evaluation device, with the respective earliest image of the image sequence being assigned to at least one of the first image areas, which is assigned to a particle is, based on predetermined parameters, a target image area is limited, with at least one d he following images of the sequence of images are analyzed in an image area corresponding to the target image area, whereby if there is a first image area in the corresponding image area of the following image, associated with a particle , the subsequent image is categorized as a potential double image .

2 . The method of claim 1, wherein the target image area bounds an image area extending downstream from the first image area.

3 . Method according to claim 1 or 2, wherein at least one of the predetermined parameters for determining the target image area is predetermined as a function of the conveying speed of the fluid mixture through the measurement zone detection section.

4 . Method according to one of the preceding claims, wherein at least one of the specified parameters for determining the target image area is specified as a function of the time interval between two consecutive images.

5 . Method according to one of the preceding claims, wherein at least one of the predetermined parameters for determining the target image area is established on the basis of an assignment of the respective first image area considered to a flow layer of a model of a laminar flow.

6 . Method according to one of the preceding claims, wherein the target image area is limited in at least one direction transverse to the flow direction in such a way that a distance remains from the target image area to the edge of the image.

7 . Method according to one of the preceding claims, wherein initially or repeatedly to determine one of the predetermined parameters, the conveying speed of the fluid mixture using 19 is determined from successive images and the change in position of first image areas on the images.

8th . Method according to one of the preceding claims, in which image groups are formed which combine images and subsequent double images.