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Destrinchando o fluxo de trabalho da limpeza técnica — Parte 2: Aquisição de imagens e medição de partículas

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Aquisição de imagens e medição de partículas

Calibração do tamanho do píxel e configuração dos parâmetros de medição

Na segunda parte desta série de seis capítulos, examinaremos a segunda etapa do fluxo de trabalho da limpeza técnica: a aquisição de imagens e a medição de partículas. Essa etapa inclui a calibração do tamanho do píxel e a configuração dos parâmetros de medição na preparação para a classificação do tamanho das partículas. A aquisição de imagens e a medição de partículas se encaixam no processo geral de inspeção de limpeza técnica da seguinte maneira:

  • Preparação
  • Inspeção
    • Aquisição de imagens
    • Detecção de partículas
    • Medição do tamanho das partículas e classificação
    • Extrapolação e normalização da contagem de partículas
    • Cálculo do nível de contaminação
    • Definição do código de limpeza
    • Verificação do limite máximo de aprovação
    • Separação de partículas reflexivas e não reflexivas
    • Identificação da fibra
    • Revisão dos resultados
    • Elaboração dos relatórios

Aquisição de imagens

Quando o filtro estiver montado na platina do microscópio, você poderá adquirir as imagens necessárias para a inspeção de limpeza. É importante ter um tamanho de píxel bem calibrado porque o tamanho resultante das partículas é sensível a essa configuração. A resolução da imagem está dentro do intervalo de 1 µm ao usar uma lente objetiva de 10X.

É necessário detectar todas as partículas na membrana do filtro, mas apenas uma vez. É por essa razão que a membrana do filtro está dividida em quadros com o campo de visão da câmera. A membrana se move e é possível registrar todo o filtro.

Uma membrana do filtro dividida em quadros
Uma membrana do filtro dividida em quadros

Não é necessário sobrepor duas imagens vizinhas ao fazer a união de imagens. A precisão mecânica da platina motorizada permite o posicionamento exato da membrana do filtro. Ao utilizar uma objetiva de 10X, cerca de 1.700 imagens individuais são adquiridas em toda a área do filtro. Esse processo demora cerca de 10 minutos, incluindo a aquisição e análise das imagens.

Todas as imagens devem ser adquiridas lado a lado e o movimento deve ser realizado de acordo com as coordenadas da imagem. A possível rotação entre as coordenadas da câmera (imagem) e da platina deve ser compensada durante esse processo de aquisição.

Movimento não corrigido (à esquerda) e movimento corrigido (à direita)
Movimento não corrigido (à esquerda) e movimento corrigido (à direita)

Detecção de partículas

A detecção ou segmentação da imagem é usada para combinar um conjunto de píxeis na imagem. Esta área de píxeis combinados é chamada de partícula. Ao examinar membranas do filtro, as partículas normalmente aparecem escuras contra um fundo claro.

O intervalo de intensidade interessante para as partículas normalmente começa em 0 (ou seja, “preto”), sendo necessário determinar somente o limite superior da intensidade das partículas que estão sendo detectadas.

Partículas escuras contra um fundo claro
Partículas escuras contra um fundo claro

Para investigar uma membrana de filtro completa, é importante que as partículas também sejam detectadas caso ultrapassem o campo de visão dos quadros individuais da imagem. Uma partícula pode ser dividida em duas ou mais imagens, mas será unida no seu tamanho e forma reais pelo software de inspeção.

Medição do tamanho das partículas

Cada partícula detectada pode ser descrita por vários parâmetros. As definições mais importantes do tamanho de uma partícula são o diâmetro máximo de Feret e o diâmetro de círculo equivalente.

Diâmetro de Feret máximo: o diâmetro máximo de Feret é a distância máxima das tangentes paralelas nas fronteiras das partículas opostas. Isso é semelhante à medição feita pelo calibrador.

Diâmetro máximo de Feret
Diâmetro máximo de Feret

Diâmetro de círculo equivalente: o diâmetro de círculo equivalente (ECD) é o diâmetro de um círculo com uma área igual à área da partícula.

Diâmetro de círculo equivalente
Diâmetro de círculo equivalente

Ambos os parâmetros medem o comprimento da partícula. É possível usar outros parâmetros das partículas para medir a área, forma e refletividade da partícula. Esses parâmetros são utilizados para reconhecer famílias de partículas especiais, tais como partículas refletivas e de fibras.

Em algumas normas de inspeção, também recomenda-se medir a ocupação das partículas na membrana do filtro. Essa ocupação é a soma de todas as áreas das partículas e deve ser de aproximadamente 1% ou 2% e, em todos os casos, inferior a 7%.

Quando as partículas tiverem sido medidas, estarão prontas para a classificação, que é aetapa seguinte do processo de inspeção de limpeza técnica. Consulte a publicação Classificação do tamanho de partículas e extrapolação e normalização da contagem de partículas, a terceira parte da série “Destrinchando o fluxo de trabalho da limpeza técnica” do nosso blog.

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Product Applications Manager, Olympus Corporation of the Americas, Scientific Solutions Group

A member of the Olympus team since 2016, Hamish provides product and application support for Olympus industrial microscope systems throughout the Americas. He is an expert in inspection applications, image analysis, measurement, and reporting, as well as custom optical solutions, with an emphasis on technical cleanliness and semiconductor equipment.

Janeiro 22, 2018
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