低束流图像

DigiEye数慧眼图像颜色管理系统是一种广泛应用于色彩相关领域的系统，具有以下特点：1.准确的色彩测量：DigiEye系统通过高分辨率的图像捕捉和先进的色彩测量技术，能够准确地捕捉、测量和分析物体的色彩。它能够提供精确的颜色数据，以评估和控制色差和色调的变化。2.多功能的图像采集：DigiEye系统可以以多种不同的方式对物体进行图像采集，如平面、旋转和立体等。它能够捕捉物体的不同角度和细节，以获取更全面和准确的颜色数据。3.自动化的图像处理：DigiEye系统配备了先进的图像处理算法和软件，能够自动分析图像数据并提供准确的颜色测量结果。它可以自动识别和排除外界环境的干扰，以获得更精确的色彩数据。4.多种色彩标准支持：DigiEye系统支持多种国际标准和色彩空间，如CIE Lab、RGB、CMYK等，以满足不同行业和应用领域的需求。它可以与各种色彩测量仪器和软件进行兼容和集成。5。数据管理和分析：DigiEye系统具有强大的数据管理和分析功能，可以存储、检索和比较大量的颜色数据。它能够生成图表、报表和统计分析，以帮助用户了解和优化色彩管理和控制。6.应用广泛：DigiEye系统在各个领域都得到广泛的应用，如纺织、印刷、化妆品、食品、汽车等。它被用于色彩匹配、质检、色彩管理和产品开发等方面，以确保产品色彩的一致性和质量。综上所述，DigiEye数慧眼图像颜色管理系统具有准确的色彩测量、多功能的图像采集、自动化的图像处理、多种色彩标准支持、数据管理和分析等特点，适用于广泛的色彩相关领域。符合标准： ISO 105 A11、GB/T 39648等标准行业应用

在材料科学与工程领域，对颗粒尺寸及其形状的研究至关重要，因为这些属性直接影响到材料的功能性能。YH-DIPS,系列干法/粉末动态图像法粒度仪作为一种先进的动态图像粒度粒形分析系统，特别造用于粗颗粒材料如金刚砂、研層材料、机制沙、河沙等的粒度粒形分析。下面我们来详细了解一下这款仪器的技术特点及其工作原理。　　工作原理　　YH-DIPS系列的工作原理是基于动态图像分析技术。在测试过程中，大约 20克的样品被放置在储料源斗中，通过电磁振动加料器均匀地分散开来，并在布料末端自由下落。此时，高速像机会捕捉颗粒下落过程中的图像。随后，通过计算机软件对这些图像进行处理分析，从而获取题粒的粒度分布信息及形态特征。　　技术参效　　进样方式:支持自重进样或选配负压进样方式，确保颗粒能够均匀分散。　　量程:检测范国在2微米-3000微米　　镜头类型:采用自动远心变倍镜头，保证了在不同放大倍数下颗粒形貌的真实再现　　分辨率:具各髙分辨率(最大3000*2000 像素，每像素对应3.45 微米)，确保细节清晰。　　帧率:60 帧每秒的拍摄速率保证了图像捕捉的流性。　　光源:单色LED 光源提供稳定的照明条件，有助于提高像质量，　　技术优势　　YH-D!RS,系列的最大壳点在于其广泛的应用范围(2 微米至3毫米)，几乎涵盖了所有常见粗颗粒材料的粒度分析高求。专业的远心变倍镜头设计，能够兼容不同类型粒子的测试要求，避免了像变形带来的误差。此外，系统引入了 FIPS 超分辨算法及AI智能算法，不仅提髙了数据分析的准确性，还能够通过AI分类功能追湖颗粒物的来源，进一步丰言了研克手段。　　总的来说，YH-DIPS系列干法/粉末动态图像法粒度仪以其卓越的技术性能和广泛的应用范国，在材料科学领域展现出巨大的潜力，为科研工作者提供了强大而精准的工具。

杭州迅数科技有限公司（以下简称：迅数科技）成立于2004年，是一家专业从事生物图像科学研究与仪器装备生产的公司。去年，迅数科技推出光染色微孔板影像分析仪 ，正式迈入细胞影像分析领域；今年，迅数科技基于最先进的人工智能机器学习技术，开发出AI系列产品，迈出“全面拥抱AI”的战略规划第一步。近期，仪器信息网一行时隔多年再次走进迅数科技，与总经理方力对话，深入了解这家老牌企业如何在守正和创新中砥砺前行。迅数科技总经理方力国产菌落计数仪领导者，市场占有率位居第一迅数科技是国产自动菌落计数仪的领导者。自成立以来围绕图像科学，陆续研发生产了微生物菌落、抑菌圈、浮游生物、细胞、微核计数分析五大系列，十六种类型的仪器。其产品广泛应用于食品药品安全检测、质量监督检验检疫、疾病预防控制、环境监测、供水排水以及生命科学研究等多个领域。其中，迅数科技全自动菌落计数仪系列产品历经20年的市场洗礼，依然稳居行业领先地位。产品远销至美国、澳大利亚、新加坡等多个国家，国内用户服务累计超过8000家单位。全自动菌落计数仪系列产品迅数科技的菌落计数仪之所以能够长盛不衰，要归功于其对客户需求的敏锐探察以及其紧抓用户痛点的技术创新。“菌落计数仪是迅数的核心产品。在公司20年的发展历程中，菌落仪经历了多次的更新换代、推陈出新。硬件从最初的敞开式设计发展到后来的密闭式紫外消毒结构再到多元化的光路照明，软件从最初的单一算法演变到后来的多种分割算法并存再到现在的AI神经网络模型批量作业。我们始终坚持技术创新，把握时代脉搏，与时俱进。”方力谈到。“2023年，迅数科技公司董事长庞全教授提出，要全面拥抱AI的战略规划。作为迅数科技的首席科学家、信息产业部跨世纪学科带头人、浙江省‘十一五重大科技专家组专家’，庞全教授说：‘AI就是人类的第四次工业革命。AI模拟人类大脑，代替人类完成众多繁琐的重复性的工作，使生产力达到大幅的提升。’”方力向我们娓娓道来。“由公司董事长、首席科学家庞全教授亲自领导和担纲，迅数科技公司建立了高素质的AI研发团队。工作认真负责、精心细致的大数据团队每天要对来自不同实验室的大量图片和数据进行分类、筛选、标注和处理。数学建模团队由国内高水平的AI专家组成，他们获得过多项科研成果，对神经网络模型有着深刻的理解和独到的见解，兼具优良的AI模型训练实操水平；工程软件工作团队具备丰富的实战经验和项目攻关能力，能够出色的完成软件架构的设计和规划。几个团队相互配合，协调统一，最终成就了迅数科技的系列AI产品。”“我们推出了基于国际先进AI技术的深度学习神经网络模型，实现了菌落计数的快速大批量作业。显著提高了菌落计数的精度和速度，这也是迅数精度和速度的体现。”“我们有近20年菌落图片的大数据积累，能够解决各种复杂背景下菌落计数的疑难杂症。在精度、速度和解决复杂问题等方面，处于行业领先水平。”方力展示了迅数的AI技术如何高效处理和统计各种培养基中的微生物菌落图像。图1菌落TTC染色的浑浊平皿图2标签和文字干扰图3云雾状奶制品中的菌落图4大菌落上叠加小菌落图5食品残渣（方便面调料包）中的菌落“此外，我们多元化的光照系统也是解决菌落计数的一个有力武器。”方力提到。迅数开发的基于莱茵伯格照明的光染色技术，无需化学染色，能够使培养基和菌落呈现不同的颜色，有效减少培养基色泽、不平整及杂质带来的干扰，使菌落细微结构的观察、识别和计数更加清晰直观。图6莱因伯格照明迅数的拟红外薄层干涉技术，成功实现了滤膜生长菌落的立体化显现。能够有效解决白色滤膜上浅色微小菌落的计数问题。图7拟红外薄层干涉照明AI赋能——实现藻类检测的显著提升2024年，迅数推出了AlgaeAI系列浮游藻类AI自动监测系统。“当前水的问题比较多，赤潮、浒苔、水华等水质生态灾害频发，所以在规划AI系列产品时，我们重点考虑了藻类。”方力解释道。 迅数AlgaeAI 500浮游藻类智能监测系统“水质监测需要测定水体中的藻类种类和数量，传统识别和计数藻类的工作依赖于显微镜检查，这一过程不仅繁琐复杂，而且需要具备深厚的专业知识。”“比如太湖在夏季常因藻类泛滥而发出恶臭，需要确定是哪种优势藻类造成的，面对众多藻类，如果不熟悉，即使手头有厚重的参考书籍，也难以快速识别区分。”方力介绍：“迅数科技是国内最早开展藻类智能鉴定计数研究的企业，建立了“多维渐进相似藻搜索”、“易混淆藻鉴别”、“典型组合联想形态学检索”等独创的智能鉴定技术。后来我们搭建了人工智能团队，研究开发出检测速度快、精度高的《迅数_藻类AI智能分析系统》，该系统具备极高的鲁棒性，能够快速准确地处理各种复杂的藻类图片，精准识别各种藻类并自动分析计算相关的藻密度和生物量等一系列数据。”方力说：“AI的核心是大数据、神经网络模型、工程软件三者的有机组合。迅数自2009年开始从事藻类检测设备开发，积累了中国各水域大量的浮游生物影像数据。”“现在我们利用AI技术，通过深度学习和神经网络，实现了藻类的自动识别和快速计数，极大地提高了效率和准确性。”方力随之自信地展示了一组来自内蒙古呼伦湖的水样图像，图像中各种复杂背景下的藻类被AI算法精确识别。【例1】对藻类数量和种类繁多的情况，不到2分钟即可完成上百张图片的自动分类识别。【例2】对背景复杂、藻细胞存在于计数框阴影中的情况，也能实现精准识别。【例3】对相互交叉重叠、局部缺损的藻细胞，系统能够实现良好的分离和分辨识别。【例4】光源较亮，藻细胞很浅很淡，《迅数_藻类AI系统》也能轻松检测出来。差异化定位，让细胞影像分析更便捷经济2023年，迅数科技推出A100光染色微孔板影像分析仪，实现6-96孔板的高分辨单孔全屏成像。可定量分析克隆、细胞团，适用于：克隆形成检测、病毒蚀斑测定、Elispot、微型Ames试验等。 亦可用于定量分析贴壁细胞（如Transwell 细胞侵袭迁移、成骨诱导），微量稀释法药敏判定、基因突变集落计数、生长孔影像记录、裸鼠移植瘤测量等。高精度克隆计数、测量：自动识别计数10-50um以上克隆丰富的光路 拍出不同凡响的科研照片坚守与热爱——用图像科学解决实际问题过去的20年，迅数科技持之以恒的坚守着“有技术含量、围绕生命科学图像”的发展策略。这份坚守和热爱，为迅数科技赢得了广泛的市场认可。方力细数了迅数科技产品承担过的重要工作： 2008年奥运会食品检测任务；汶川地震后，为保证灾区食品安全，迅数菌落计数仪作为科技部推荐的首期救援物资发往灾区；在新冠病毒抗疫防疫期间，为省市医疗器械检测中心、防护用品生产企业提供快速的微生物检测设备……客观来说，迅数科技为行业输送了大量人才，据悉，杭州有多家微生物检测企业由迅数科技的前员工创立。迅数科技未来将深化生命科学领域的探索与创新，立足传统优势产品的同时，围绕多孔板和AI技术，将业务范围拓展至细胞影像分析领域，助力类器官、肿瘤学和免疫学等前沿科学的发展。走访合影（从左至右：迅数科技销售经理赵浩、迅数科技生产售后部经理王桂兴、迅数科技总经理方力、仪器信息网生命科学主编李博、仪器信息网客户成功经理康龙、迅数科技市场部经理童馨）

p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 4月16日，岛津公司发布了iSpect DIA-10系统，这是一种动态粒子图像分析系统，可通过对液体样品的粒子进行成像来自动测量粒子的大小，形状和数量浓度。它通过对流经流动路径的液体样品中的粒子进行高放大率成像，短短两分钟就可以完成该过程。随着这个系统的发布，岛津已明确进入了粒子图像分析市场。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 近年来，随着研发和质量控制的日益复杂化，对测量粒子形状和检测异物的需求也日益增长。鉴于这种需求，岛津推出了这一系统，该系统是利用粉末测量和图像分析两项技术开发出来的。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 该系统除了可以应用在研发、油漆、药品质量控制等传统领域外，该系统还旨在为新领域服务，如锂离子电池、纤维素纳米纤维和3D打印机用金属粉末的研发应用。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " strong 特征 /strong /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 1.微量样品测量 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 可以测量小至50μL的样品，可以最大限度地减少稀有或昂贵样品的使用，从而降低测量成本。虽然可以使用有机溶剂，但清洁所需的量很小，这样减少了浪费，并最大限度地减少了对环境的影响。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 2.可靠的粒子检测 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 其流路设计最大限度地减少了通过摄像机视野外的粒子，从而可以更少的遗漏粒子，检测的可靠性高。除了对样品中包含的异物和粗颗粒的高灵敏度检测外，其数量浓度测量具有高度的可重复性。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 3.配备自动对焦功能 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 该系统配备了自动对焦功能，可在约15秒内完成相机对焦。与传统的手动聚焦相比，除了缩短操作的时间之外，还消除了由于手动对焦而导致的数据变化。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/d9ad2e17-3d6d-4356-a4e0-a321b859cdf7.jpg" title=" 23.jpg" alt=" 23.jpg" / /p p br/ /p

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 说起图像法，大家很自然会联想到相机。对，图像法就是用相机作为传感器测量颗粒粒度。其实，图像法并不是一种新的测量方法，这是一种已有很多年历史的测量方法。早期的相机采用胶片作为传感器，记录被测物体的影像，然后将影像投影到工具投影仪上，在投影仪上用标尺或后期发展的坐标传感器量出被测物体的大小。下图是一种显微投影仪的照片，显微物镜把胶片上的图像投影到屏幕上，在屏幕上量出物体图像的尺寸。对于颗粒样品，则可以直接在显微镜下进行观测测量。很显然，在用胶片作为传感器的时期，图像法是不可能用于在线测量的。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/21f18409-d7be-4568-a7cb-255a0d29561b.jpg" title=" 图片1.jpg" alt=" 图片1.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 显微投影仪 /strong /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " （友情提示：移动端用户下方点击阅读全文， /span /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 再点击取消即可阅读全文，也欢迎下载APP体验阅读新感受） /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 图像法作为颗粒粒度测量，尤其是颗粒粒度在线测量的新方法再次出现并得到日益广泛的应用，得益于CCD和CMOS的发明，数码相机的飞速发展，以及光学镜头、光源、计算机技术以及图像处理算法的飞速发展。数码相机的核心是CCD/CMOS传感器，尤其是近年来CMOS技术的发展使其性能得到很大提高，几乎占据了绝大部分的数字传感器。下图是CMOS传感器的照片。在CCD/CMOS传感器中，代替胶片中感光粒子的是按矩阵排列的像素。如果在每个像素前按规律设置红（R），绿（G）和蓝（B）三色滤色片，则可以得到彩色图像。这样CCD/CMOS就将图像自然分解成了成可以用计算机处理的离散信号。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/fc747ae3-b89b-426c-8014-114e41854faa.jpg" title=" 图像2.png" alt=" 图像2.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 图像法在线测量装置主要包括：相机、镜头、光源、取样装置等。其中相机是最关键的设备。为得到清晰的被测颗粒的影像边缘，一般在在线测量中采用逆光（背光）照明方式，相机在测量区一侧，光源在测量区另一侧，如图所示。 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 由于光的穿透能力不强，因此图像法不能用于高浓度颗粒的直接在线测量(in-line)。对于高浓度颗粒，必须采用取样方式测量(on-line) /strong /span 。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/fc188c81-6aa1-4737-96b1-bf330735261e.jpg" title=" 图片3.jpg" alt=" 图片3.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 图像法在线测量原理示意图 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 与图像法静态测量要求不同，在图像法在线测量中，被测颗粒不是静止不动的，而是在运动的，甚至运动速度很高。为得到清晰的颗粒图像，就要“冻结”运动颗粒的影像，这就要求图像的曝光时间要与被测颗粒的运动速度相匹配。对于高速运动的颗粒，要求的曝光时间要短，低速的可以稍长。 曝光时间还与拍摄图像时所用镜头的放大倍率有关，放大倍率大，要求的曝光时间就短，放大倍率小，曝光时间就可以长一些。& nbsp 曝光时间可以由相机的快门控制，也可以由光源的脉冲宽度控制。目前工业相机的电子快门时间最短可以到1微秒，而作为照明光源的脉冲激光的脉冲宽度可以达到几个纳秒。曝光时间越短，需要的光源强度就越大，这就给光源提出了高的要求。工业相机的电子快门分成滚动快门（rolling& nbsp shutter）和全局快门（global& nbsp shutter）2类。 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 为保证曝光时运动颗粒图像不发生畸变，在图像法在线测量中必须采用全局快门 /span 。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 作为在线测量，图像法装置不能像显微镜那样通过更换不同放大倍率的显微物镜来适应不同大小颗粒的测量，这就希望像素尺寸尽量小，以得到高的图像分辨率。通常，滚动快门的CMOS的像素小于全局快门，目前滚动快门的CMOS的最小像素已达到1.5微米，而全局快门的最小的像素是3.8微米。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在图像法测量中，相机镜头是关键的设备。图像法能进行在线颗粒测量，很大程度上是依赖于 strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 远心镜头 /span /strong 的发明和发展。用相机拍摄物体，通常图像存在远小近大的现象。而在线测量不能控制被测颗粒一定会处于镜头的焦平面位置，这就会造成颗粒的影像大小与颗粒的真实尺寸不同。远心镜头的出现，很好解决了这个问题。被测颗粒处于不同位置时，远心镜头获得的颗粒图像大小并不会随位置变化而变化。这就使得图像法可以用于颗粒的在线测量。远心镜头有定倍率和工作距离，以及可变放大倍率和工作距离2类，可以根据需要采用其中一种。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在图像法在线测量中最大问题是被测颗粒不仅存在于测量区中，有些还处于离焦位置，颗粒图像是不清晰的。下图中就同时存在清晰颗粒、离焦程度不大和离焦尺度大的模糊颗粒影像。 strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 对于离焦颗粒图像，可以有2种处理方法 /span /strong ，对于离焦程度大的模糊影像，直接剔除，不予处理。对于离焦程度不大的模糊图像，可以采用图像处理算法来恢复，得到颗粒的粒度。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 在图像法在线测量中，一般都需要用取样装置将被测粉体样品从生产工业管路中去出，在取样时，必须采取措施防止颗粒样品发生团聚，如用无油无水的压缩空气分散样品颗粒。下面3个图给出了在在线测量取样中没有对颗粒采取分散措施，分散不足和充分分散后的颗粒图像。可以明显看出充分分散的重要性。 /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/59590f06-6860-4880-955a-367e24cc5746.jpg" title=" 图像4.png" alt=" 图像4.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 图像法在线测量不仅可以给出被测颗粒的粒度，还可以得到被测颗粒的形貌参数，这是其它颗粒测量方法不能做到的。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 图像法与RGB三波段消光法融合在线测量 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 受光学原理和硬件的限制， strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图像法在线测量下限一般在2-3微米 /span /strong 。但在工业过程中存在着大量亚微米颗粒中同时存在有少量较大颗粒，并都需要测量其粒度的情况。这时可以 strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 将图像法与多波长消光法相结合，用图像法测量较大颗粒的粒度，而用多波长消光法测量亚微米颗粒的粒度 /span /strong 。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 彩色相机中的CMOS传感器可以认为是RGB三个波段光探测器件，当采用白光作为光源，对获得的图像可以分别用图像处理算法处理其中的大颗粒影像，用多波长消光法处理背景图像中的RGB信息来分别获得大颗粒和亚微米颗粒的粒度。如下图是用彩色相机获得的高速流动中的湿蒸汽两相流图像，其中高速流动的较大水滴的轨迹宽度对应其粒度，而长度对应其速度，背景是较高浓度的小水滴，无法用图像识别。此时，可以分别对如圆圈中的大水滴影像用图像处理算法处理，得到其粒度和速度，而对矩形框内的亚微米颗粒用RGB三波段消光法进行数据处理，得到小水滴的粒度及分布。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/009bf84a-9554-447d-945d-c6bdbe8cb4f2.jpg" title=" 图片5.jpg" alt=" 图片5.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 同时存在大小颗粒的图像 /strong /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 图像法与后向光散射融合测量大气颗粒和排放烟尘浓度 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 图像法不仅可以测量成像的颗粒的粒度，还可以 strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 与光散射结合测量无法成像的大气中气溶胶颗粒的浓度和排放烟尘的浓度 /span /strong 。气溶胶是空气中悬浮颗粒与大气构成的体系，悬浮颗粒包括固体颗粒，液体颗粒，生物颗粒等。由于气溶胶颗粒粒度很小，受气流和布朗运动的作用，会在大气中长时间扩散传播，PM2.5就属于气溶胶范畴。下图分别是室内和大空间悬浮的气溶胶颗粒在激光照射下的散射光。 strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 该散射光强与悬浮颗粒的粒度、浓度和测量散射角度有关 /span /strong 。用相机作为传感器，将相机聚焦于激光照射的要测量区域，得到气溶胶后向散射强度后，用米散射理论和相关数学模型进行数据处理，可以得到空间的气溶胶浓度。该方法可以用于烟囱排放烟尘浓度的远距离遥测。如果同时用多个波长的激光进行测量，还可能可以得到悬浮颗粒的平均粒度和分布。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/2f6469fd-9884-41c8-9b57-af11b16bc8b0.jpg" title=" 图像6.png" alt=" 图像6.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong img style=" max-width: 100% max-height: 100% float: left width: 125px height: 125px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/01e065bd-c5ef-4e1a-9570-1808f883e70a.jpg" title=" 蔡小舒_.jpg" alt=" 蔡小舒_.jpg" width=" 125" height=" 125" border=" 0" vspace=" 0" / span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 作 /span span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 者简介： /span /strong 曾任中国颗粒学会、中国计量测试学会、中国工程热物理学会、中国动力工程学会、上海颗粒学会等学术组织的副理事长、常务理事、理事、理事长等，是《Proceedings of IMechE Part A: Journal of Power and Energy》、《Particuology》、《KONA Powder and Particle Journal》、《Frontiers in Energy》等SCI刊物和一些国内学术刊物的编委，多个国际学术会议的名誉主席，主席等。 /p

仪器简介：DIC（Digital Image Correlation）数字图像相关技术是一种非接触式测量材料全场应变、位移的光学测量技术，该技术几乎适用于任何材料且测试面积广、结果精确。Dantec DIC Q-400丹迪公司研发生产的一款测量材料表面位移与应变的标准DIC设备，该设备不与被测物体表面发生接触，通过追踪物体表面的散斑图像，实现变形过程中物体表面三维坐标、位移场和应变场的测量。该设备几乎适用于任何材料且测量范围广、测量精度高。技术参数：测量维度：二维、三维测量区域：1mm×1mm—1m×1m（该区间外也可测量，但测量精度会相应下降）测量精度：位移（1μm），应变（0.01%）主要特点：精度高、测量范围广、无接触、方便使用创新点：1、新型的光学测量仪器，无接触测量材料的位移和应变 2、测量结果准确，每个结果均含有一个置信区间 3、测量时间短，系统操作简单、标定程序简单

“TESCAN电镜学堂”又跟大家见面了，利用扫描电镜观察样品时会关注分辨率、衬度、景深、形貌的真实性以及其他分析的需要等等，不同的关注点之间需要不同的拍摄条件，有时甚至相互矛盾。今天主要谈一谈电镜使用中如何选择合适的束斑束流？ 这里是TESCAN电镜学堂第10期，将继续为大家连载《扫描电子显微镜及微区分析技术》(本书简介请至文末查看)，帮助广大电镜工作者深入了解电镜相关技术的原理、结构以及最新发展状况，将电镜在材料研究中发挥出更加优秀的性能！ 第三节 常规拍摄需要注意的问题 平时电镜使用者都进行常规样品的观察，常规样品不像分辨率标准样品那么理想，样品比较复杂，而且有时候关注点并不相同。因此我们要根据样品类型以及所关注的问题选择合适的电镜条件。 关注分辨率、衬度、景深、形貌的真实性、其它分析的需要等等，不同的关注点之间需要不同的电镜条件，有时甚至相互矛盾。因此我们必须明确拍摄目的，寻找最适合的电镜条件，而不是贸然的追求大倍数。 电镜的工作条件包括很多，加速电压、束流束斑、工作距离、光阑大小、明暗对比度、探测器的选择等。本期将为大家介绍束流束斑的选择。 §2. 束流束斑的选择 除了加速电压外，束流和束斑也是电镜工作中非常重要的参数。一般来说，束流和束斑并不完全独立，增加束流的同时，由于Boersch效应，必然导致束斑的扩大。所以束流越大，分辨率反而越低，但是信噪比越好。 束流的选择要视具体情况，在拍摄高分辨时，需要较小的束流来获得小束斑；常规倍数可以增加束流来满足信噪比的需要；而对于分析附件，往往需要比图像拍摄大很多的束流。 对于束斑的调节，通常都认为束斑扩大会降低分辨率，如图5-22，但是反之，束斑越小真的就能获得更好的图像吗？ 图5-22束斑太大会引起分辨率的下降 看如下一组图，图5-23，左边一组图是5万倍下的图像，左边是小束斑，右边是大束斑，显然小束斑有更好的分辨率，大束斑的图像已经有些模糊。右边一组图是维持束斑大小不变拍摄的1万倍下的图像。本应有着更好的分辨率的小束斑图像却出现了失真，虽然依然有更好的分辨率。但是对于真实性和分辨率之间要根据需要来判断，此时，样品的真实性受到严重影响。 图5-23 相同束斑在不同倍数的对比 为什么会出现这样奇怪的现象？为什么更好的分辨率却没有得到更真实的图像？前面我们已经说到，电子束是由扫描线圈的脉冲信号控制，电子束在试样表面并不是连续扫描，而是逐点跳跃式的扫描。一般扫描电镜的采集像素比较大，我们会误以为是连续扫描。既然扫描电镜是束斑间断跳跃式的轨迹，那么电子束就有一定的覆盖面积。 束斑中心的距离取决于放大倍数和采集像素大小。当束斑较大时，束斑覆盖比较全面；但是当束斑减小时，束斑的覆盖区域也越来越小，所以有的特征形貌会从束斑两个跳跃中心穿过而没有被覆盖到，所以相应的形貌特征也不会反映在图像上，这就造成了信息的丢失。像上述例子，在大倍数小，束斑之间跳跃间距小，足够覆盖特征形貌，但是缩小倍数后，跳跃距离变大，束斑不足以覆盖所有的特征形貌，有的线条就反映不出来，如图5-24。 图5-24 束斑大小与电子束的扫描 电子束的扫描是根据放大倍数和采集像素大小而进行了马赛克的像素化，只要束斑缩小到和单点像素匹配就可以，束斑与束斑之间不会出现太多的重叠而导致分辨率下降。只有束斑与单点像素匹配后，再缩小束斑已经没有意义，不会带来分辨率的提升，相反会引起信息的缺失。由此我们可以得到新的结论，虽然束斑越小理论分辨率越高，但是对于实际拍摄来说，像素和束斑越匹配才是效果越好。 图5-25 束斑和像素的匹配度 图5-25中四张图片对应的束斑和单点像素（绿框）之间的关系，我们可以看出其匹配度和图像质量的关系。像素和束斑的匹配并非指束斑完全小于像素框，束斑可以看成是一个衍射波，中间呈类似高斯分布，只要半高宽和像素大致相等则视为最匹配。而此时束斑的大小是大于像素的。 而且扫描电镜是靠电子束的扫描运动，只要不同像素点覆盖区域的电子产额能够被探测器最有效处理和区分，那电镜图片也就能区分。所以扫描电镜是完全可分辨比束斑更小的细节的，而有点地方说扫描电镜不能区分比束斑更小的说法是不够严密的。束斑是单点像素1.3～2倍左右，都是最佳匹配的条件。 现在我们发现束流的设置应该是随着放大倍数而变换的，对于TESCAN用户来说，比较方便，可以直接从软件中读取当前电镜调节对应的束流，结合视野宽度很容易知道单点像素的大小，从而快速找到束斑与像素匹配的工作条件。既保证了没有信息丢失，又保证了最大的束流强度和信噪比。TESCAN的钨灯丝电镜可以直接右键进行自动束斑大小的设置，如图5-26左，场发射电镜则可以直接在信息栏中输入想要的束斑大小，如图5-26右。如果在束斑设置中输入0，则电子束缩到可能达到的最小值，这主要用于极限分辨率的观察。 图5-26 TESCAN电镜的束斑设置 此外对于EBSD分析也一样，EBSD分析为了追求速度，需要较大束流，而束流增大会增大束斑，导致花样重叠无法标定。而TESCAN用户则可以轻易的根据EBSD的步长来设置束斑大小，确保在不会出现花样重叠的情况下束斑达到最大，采集速度最快。 福利时间每期文章末尾小编都会留1个题目，大家可以在留言区回答问题，小编会在答对的朋友中选出点赞数最高的两位送出本书的印刷版。【本期问题】如何根据像素选择最合适的束斑？（快去微信留言区回答问题领取奖品吧→）奖品公布上期获奖的童鞋，请关注“TESCAN公司”微信公众号在3个工作日内后台私信小编邮寄地址，我们会在收到您的信息并核实后即刻寄出奖品。 TESCAN电镜学堂“有奖问答”奖品 (印刷版书籍1本)简介《扫描电子显微镜及微区分析技术》是由业内资深的技术专家李威老师（原上海交通大学扫描电镜专家，现任TESCAN技术专家）、焦汇胜博士（英国伯明翰大学材料科学博士，现任TESCAN技术专家）、李香庭教授（电子探针领域专家，兼任全国微束分析标委会委员、上海电镜学会理事）编著，并于2015年由东北师范大学出版社出版发行。本书编者都是非常资深的电镜工作者，在科研领域工作多年，李香庭教授在电子探针领域有几十年的工作经验，对扫描电子显微镜、能谱和波谱分析都有很深的造诣，本教材从实战的角度出发编写，希望能够帮助到广大电镜工作者，特别是广泛的TESCAN客户。↓ 往期课程，请戳以下文字或点击阅读原文：电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(一) - 电子与试样的相互作用电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(二) - 像衬度形成原理电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(三) - 荷电效应电镜学堂丨扫描电子显微镜的结构(一) - 电子光学系统电镜学堂丨扫描电子显微镜的结构(二) - 探测器系统电镜学堂丨扫描电子显微镜样品要求及制备 (一) - 常规样品制备统电镜学堂丨扫描电子显微镜样品要求及制备 (二) - 特殊试样处理&试样放置 电镜学堂丨扫描电镜的基本操作 & 分辨率指标详解电镜学堂丨电镜操作之如何巧妙选择加速电压？电镜学堂丨电镜使用中，如何选择合适的束斑束流？ 更多详情内容请关注“TESCAN公司”微信公众号查看

近日，大连化物所大连光源科学研究室分子光化学动力学研究组(2507组)袁开军研究员团队和英国布里斯托大学Mike Ashfold教授、南京大学胡茜茜教授合作，揭示了星际硫化氢分子高电子激发态光化学动力学，构建硫化氢全波段、全通道解离动力学图像。 　　硫化氢分子是太阳星云中最重要的分子之一，其光化学过程对硫单质、硫氢自由基(SH)和氢气(H2)等星际介质的起源和演化有重要意义。尽管硫化氢分子光解离研究受到越来越多的关注，但是迄今为止国内外尚未构建高分辨的、完整的动力学图像。 　　本工作中，袁开军团队利用大连相干光源结合里德堡氢原子飞行时间谱和时间切片离子成像技术，测量了硫化氢在极紫外波段所有产物通道的光化学。实验结果表明，硫化氢光解离产物的动力学和量子产率具有明显的波长依赖特性。理论计算通过构建高电子激发态势能面，阐明了硫化氢光解过程中复杂的非绝热解离特性。该工作不仅为星际硫化学模型的构建提供了科学依据，同时为量子动力学理论的发展提供了研究范例。 　　袁开军团队近年来依托大连相干光源系统研究了星际硫化氢分子极紫外光化学，测量了硫化氢光化学生成SH自由基的量子产率(Nature Communications，2020)，揭示了硫化氢转动激发依赖的光化学反应机理(Nature Communications，2021)，提出了硫化氢光化学过程是星际空间高振动激发H2的重要来源(The Journal of Physical Chemistry Letters，2022)。 　　相关成果以“The vibronic state dependent predissociation of H2S: determination of all fragmentation processes”为题，发表在《化学科学》(Chemical Science)上，并被选为封面文章。该工作第一作者是我所2507组联合培养博士研究生赵亚锐。该工作得到了国家自然科学基金、中科院关键技术团队、辽宁省兴辽英才计划等项目的资助。

仪器简介：DIC（Digital Image Correlation）数字图像相关技术是一种非接触式测量材料全场应变、位移的光学测量技术，该技术几乎适用于任何材料且测试面积广、结果精确。Dantec Q-400μDIC丹迪公司研发生产的一款专门用于测量微电子元件、生物材料变形的显微DIC测量仪，可测量一些显微结构的翘曲实验、热膨胀系数等，具有精度高，体积小等优点。技术参数：测量维度：二维、三维测量区域：0.1mm×0.1mm至17mm×17mm测量精度：位移（1μm），应变（0.005%）主要特点：精度高、测量范围广、无接触、方便使用创新点：显微结构测量，可检测100微米至15mm范围的试件 可以直接测量构件的翘曲、热膨胀系数 显微数字图像相关系统

手机红外热像仪将之前只能在军事行动，执法、搜救、工业、科研等领域才会配备的热成像技术，普及到广泛的生活实际应用领域中。选择热像仪时，用户会考虑分辨率、整体性能和配套软件等大众条件，当然在选择品牌时会考虑一些特色功能。比如选择FLIR手机红外热像仪，则是看中FLIR VividR图像增强功能。FLIR VividIR功能是什么？VividIR是一种先进的图像处理功能，包括组合多个图像以获取更多热数据。它将这些图像增强功能实时应用于FLIR ONE系列手机红外热像仪拍摄的热图像，从而减少模糊并改善细节。没有VividIR功能使用VividIR功能从上面的对比图可以看出，使用FLIR VividIR功能拍摄的热图像更加清晰、明亮。FLIR VividIR功能的重要性对于专业热像仪用户来说，VividIR是快速检测问题并了解用户在整个检查过程中看到内容的关键。当与FLIR MSX® （多光谱动态成像）功能（专利号：CN201380073584.9）相结合时，FLIR ONE系列手机红外热像仪拍摄的热图像，将会为用户提供快速做出关键维修决策所需的更多细节和视角。没有VividIR功能使用VividIR功能使用FLIR VividIR图像处理功能，可以观察到更多的细节部分，让故障位置更加突出明显。配备VividIR功能的产品采用FLIR VividIR热图像处理技术的红外热像仪，让用户能够从更远距离测量更细微的部件，可以保障检测人员更安全地工作。目前，全新FLIR ONE Edge Pro、FLIR ONE Pro和FLIR ONE Pro LT均提供FLIR VividIR图像处理功能，可满足菲粉们的各阶段检测需求哦~FLIR VividIR特色图像处理功能为用户检测过程提供了很大的便利

红外热成像提到红外热成像，你是如何理解的呢？通俗的说，红外热成像是将不可见的红外辐射变为可见的热图像。红外热成像技术通常应用在三个领域：科学、安全和检查。“成像看不见的事物”是对热成像技术的恰当描述，那么你是如何理解的呢？今天小菲就带大家来看看艺术家们对它的看法~日本教授Makoto Takahashi，举办了一场名为“Picturing the Invisible”的艺术展览，主要展现2011年袭击日本东部的东京地震和海啸。在慕尼黑技术大学学生的帮助下，展览汇集了几位才华横溢的摄影师、散文家和FLIR T系列红外热像仪的作品，让参观者沉浸在受灾者的世界中。艺术展览，警醒世人2011年3月11日的东京地震（3.11事件），是日本历史上最大的有记录的地震，也是世界上第四大地震。它引发了海啸，进而引发了福岛第一核电站的核灾难，三座核反应堆熔毁，福岛放射性水排放。地震、海啸和核熔毁造成近两万人死亡，六千人受伤，数十万人流离失所。尽管3.11事件早已结束，但余波至今仍挥之不去。Takahashi博士的“Picturing the Invisible”突出了创伤、辐射的后遗症，以及灾后重建家园的复原力。除了几位摄影师提供的艺术作品外，每一幅作品都配有一位领域专家、政策制定者、作家或活动家撰写的评论。“疏散：作品”由Masamichi Kagaya和Satoshi Mori创作，这是一幅特色艺术品，描绘了福岛市民被辐射鞋后留下的发光脚印痕迹。热成像互动：艺术作品的全新视角本次展览还展示了一个互动装置，使用FLIR T系列热像仪将客人的热图像投射到墙上。热像仪被安装在展台上，欢迎参观者在热像仪前摆姿势，看看它们在热环境中的状态。表面上，热像仪为用户创造了一个有趣的照片，但它也为观众提供了一个关于特色艺术作品的新视角。Takahashi博士希望通过看清周围看不见的热辐射，观众会考虑到其他看不到的自然力，从而对福岛市民面临的看不见的核辐射更加感同身受。展览包括受辐射的奶牛和站在福岛核电站隔离区内的人们的热图像。虽然热像仪无法显示核辐射污染，红外线也不会造成伤害，但这些热图像提供了对受灾难影响的人和地方的独特视角。Giles Price的作品“限制居住”系列中辐射区内的奶牛放牧。Takahashi博士告诉我们：“在COVID一年半的时间里，我们应该能够对周围的这种无形威胁更加敏感和同情。把FLIR热像仪放在展区里，让人们与它互动，并与福岛拍下的这些作品进行比较，从而得出这种连续性，这种连续性是通过在两种不同的环境中使用相同的视觉语言而得到的。我认为它也提供了对艺术品制作的洞察力，它使过程变得有形具体。我认为这是我们感到兴奋的事情，也是我们试图与其他一些艺术家合作的事情”。FLIR智能热像仪：操作简单专业级红外热像仪可能会让那些不熟悉这项技术的人望而却步，但FLIR T系列热像仪在布展当天并没有给展览带来任何麻烦。“老实说，它可以开箱即用，所以你无须担心不会操作。所有的用户功能都很简单，也很容易解释，我相信即使没有技术背景或其他人帮助的人也能弄清楚”。Takahashi博士称赞道。Takahashi博士和他的学生们对展览的用心和热像仪的加入似乎都有了回报。他们的展览获得了欧洲科学技术研究协会（EASST）颁发的齐曼科学技术公众互动奖。颁奖委员会指出，该展览因其参与深度、散文家和艺术家之间广泛的合作、学生的参与以及对社会的影响而引人注目。FLIR T系列红外热像仪具有高分辨率出色的测温范围和图像清晰度大屏设计，让操作更加智能简便

加速简化细胞和基因治疗的研发及制造流程Cellaca® PLX图像式细胞分析仪带来工作流程的革新，一站式满足多个关键质量属性的分析致力于以创新技术打造更健康世界的技术型企业--珀金埃尔默日前推出Cellaca® PLX图像式细胞分析系统，这是业界第一款能让研究人员在单个自动化工作流中实现对细胞样本多个关键质量属性（CQA）进行分析和评估的台式平台，包括对细胞性质、质量和数量的分析评估。拥有尖端技术的Cellaca PLX系统由珀金埃尔默旗下的Nexcelom公司设计，它整合了一流的图像式细胞分析仪的硬件、软件、经验证的耗材和可跟踪的数据报告功能于一体，无需复杂的校准程序或严格的培训要求，即可操作。为了进一步提升客户体验，这一专利解决方案中还使用了来自珀金埃尔默旗下BioLegend公司经验证的抗体试剂盒对试剂方案进行优化。这一新产品可为研究人员提供超越流式细胞术和染色方法的扩展细胞样本CQA分析选项，而这些分析选项历来都需要采用各种不同的仪器和分析方法进行分析。通过这些功能的整合，Cellaca PLX系统能够让研究人员在一台仪器中同时检测多个标记物（多路技术），并通过简单易用的现代化用户界面在短短数秒内即可执行免疫表型分析和细胞活性测定。Cellaca(R) PLX Image Cytometer图像式细胞分析仪珀金埃尔默生命科学事业部高级副总裁Alan Fletcher表示，"制药公司在细胞和基因治疗领域大举投入，然而他们面临的一项重大挑战是如何对复杂的细胞样本进行评估，以满足其研究和制造过程中巨大的科研需求和严苛的法规要求。目前我们仍在对Cellaca PLX Image Cytometer图像式细胞分析平台在治疗领域的应用加以开发，我们预计它对于从事CAR-T细胞治疗研究，简化免疫细胞表型分析的下游流程而言，将具有重大意义。"珀金埃尔默旗下Nexcelom公司是细胞分析领域自动化细胞计数技术和图像式细胞仪产品的领先供应商，其产品包括现有的应用广泛的Cellaca® MX高通量自动化细胞计数仪。有关新平台Cellaca PLX及其它图像式细胞分析仪和试剂的更多资讯，可在11月5日至10日在第五届中国国际进口博览会上了解，珀金埃尔默将在国家会展中心（上海）8.1号馆B4-03展示其生命科学及细胞和基因治疗产品组合的最新创新。

形貌、成分和结构信息的表征是科研和检测工作最重要的部分，电子显微镜作为“科学之眼”是微观分析中最重要的工具之一，自然也被广大科技工作者寄予了越来越高的期望。10月18日，2017年全国电子显微学学术年会在成都星宸皇家金煦酒店隆重开幕，这是一年一度电子显微领域从业者共襄的盛会，行业专家、学者、仪器厂商共同交流电子显微学及相关仪器技术的前沿发展，以及基础与应用研究的最新进展。本届学术年会在会议规模、参会人数、报告数量和质量等各方面又有了新的提升，共吸引了来自高等院校、科研院所及企业的900多人参会，共计288个特邀报告。 随着电镜技术的快速发展以及科研分析日益复杂，目前电子显微镜的发展方向主要是在：高分辨能力、原位观测能力和分析能力三个方面。TESCAN作为全球知名的电镜显微分析仪器的制造商，在产品设计上提出了“All In One 综合显微分析平台”的理念，并给出了完善的解决方案。10月18日下午，TESCAN公司技术专家在学术年会分会场分享了拉曼图像一体化在扫描显微分析上的最新应用进展。扫描电镜与共聚焦拉曼成像一体化系统通过实现原位、快速、方便和高性能的拉曼分析，弥补了传统电镜和能谱的分析能力的不足。尤其是针对有机结构解析、碳结构解析、无机相鉴定、同分异构分析、结晶度分析等领域作了重大突破，使得扫描电镜在以前一些分析较弱的应用领域，如地质、矿物晶体、高分子聚合物、医学、生命医药、宝玉石鉴定等方面的应用得到拓展，真正实现全方位的综合分析。TESCAN电镜-拉曼一体化系统的新技术应用，引起了参会老师的极大兴趣！报告分享结束后，会场的老师纷纷来到TESCAN展台咨询，和应用专家针对性沟通了电镜-拉曼联用技术在橡胶中的共混物分析检测以及生物方向等相关应用解决方案。更多电镜-拉曼一体化系统的应用案例，请关注“TESCAN公司”官方微信平台查看： “拉曼-电镜-能谱 +”，SEM Plus带你玩转无机材料分析“高碳材料带来低碳生活，TESCAN带你了解 “神器”的神奇有机结构解析难？RISE显微镜给你新方法 如果您对于电镜-拉曼联用技术、双束电镜-飞行时间二次离子质谱等最新联用技术及TESCAN综合显微分析解决方案感兴趣，想深入了解相关信息，请关注：2017年10月17-20日2017年全国电子显微学术年会二楼TESCAN展位与现场专业人员深入沟通，现场还有“幸运大转盘”现场抽奖活动，礼品丰厚。关于TESCANTESCAN发源于全球最大的电镜制造基地-捷克Brno，是电子显微镜及聚焦离子束系统领域全球知名的跨国公司，有超过60年的电子显微镜研发和制造历史，是扫描电子显微镜与拉曼光谱仪联用技术、聚焦离子束与飞行时间质谱仪联用技术以及氙等离子聚焦离子束技术的开拓者，也是行业领域的技术领导者。关注TESCAN新微信，更多精彩资讯

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辽宁省-大连市-甘井子区 状态：公告 更新时间： 2022-12-25 大连理工大学随车水下三维粒子图像测速系统采购项目公开招标公告 2022年12月25日 12:18 公告信息： 采购项目名称 大连理工大学随车水下三维粒子图像测速系统采购项目 品目 货物/通用设备/仪器仪表/光学仪器/光学测试仪器 采购单位 大连理工大学 行政区域 大连市 公告时间 2022年12月25日 12:18 获取招标文件时间 2022年12月26日至2022年12月30日每日上午:8:00 至 11:30 下午:13:00 至 17:00（北京时间，法定节假日除外） 招标文件售价 ￥500 获取招标文件的地点 大连市甘井子区软件园路80号科技园大厦B座601室(电子邮箱) 开标时间 2023年01月17日 09:00 开标地点 大连市甘井子区软件园路80号科技园大厦B座609室 预算金额 ￥295.000000万元（人民币） 联系人及联系方式： 项目联系人 李楠 项目联系电话 0411-39700100 采购单位 大连理工大学 采购单位地址 大连理工大学采购与招标管理办公室（大连理工大学南门科技园C座）411室 采购单位联系方式 李老师；0411-84709969 代理机构名称 大连理工招标代理有限公司 代理机构地址 大连市甘井子区软件园路80号科技园大厦B座601室 代理机构联系方式 李楠；0411-39700100 项目概况 大连理工大学随车水下三维粒子图像测速系统采购项目 招标项目的潜在投标人应在大连市甘井子区软件园路80号科技园大厦B座601室(电子邮箱)获取招标文件，并于2023年01月17日 09点00分（北京时间）前递交投标文件。 一、项目基本情况 项目编号：DUTASZ-2022861 项目名称：大连理工大学随车水下三维粒子图像测速系统采购项目 预算金额：295.0000000 万元（人民币） 最高限价（如有）：295.0000000 万元（人民币） 采购需求： 采购随车水下三维粒子图像测速系统1套，用于水下航行器、水面船舶等的流场测量，测量系统整体跟随拖车一起前进，测量结果更接近于船舶真实航行状态下船体的流场，从而可以研究船体周围流场运动特征、涡流作用机理以及船体与自由面的相互作用等科学问题，同时也是开展水下航行体伴流场特征及流噪声机理研究的重要试验手段，具体要求详见招标文件。 本项目 随车水下三维粒子图像测速系统 可提供进口产品。进口产品是指通过中国海关报关验放进入中国境内且产自关境外的产品。 合同履行期限：自签订合同之日起，接到采购人供货通知后8个月内货到采购人指定地点安装调试验收合格。 本项目(不接受 )联合体投标。 二、申请人的资格要求： 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定； 2.落实政府采购政策需满足的资格要求： 1)非专门面向中小企业采购项目；2)中小微企业、监狱企业、残疾人福利性单位、节能、环保产品优先采购等；3）截至开标时间，经 信用中国 网站（www.creditchina.gov.cn）、 中国政府采购网 网站（www.ccgp.gov.cn）查询，被列入失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单、政府采购严重违法失信行为记录名单的不得参加本采购项目，查询结果以资格审查过程中现场网络截图为准；4）单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同供应商，不得参加同一合同项下的政府采购活动。为本采购项目提供整体设计、规范编制或者项目管理、监理、检测等服务的供应商，不得再参加本采购项目的采购活动。 3.本项目的特定资格要求：代理商须具有制造商合法有效授权（国产设备除外）。 三、获取招标文件 时间：2022年12月26日 至 2022年12月30日，每天上午8:00至11:30，下午13:00至17:00。（北京时间，法定节假日除外） 地点：大连市甘井子区软件园路80号科技园大厦B座601室(电子邮箱) 方式：通过电子邮箱提交报名材料扫描件进行报名。 售价：￥500.0 元，本公告包含的招标文件售价总和 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 提交投标文件截止时间：2023年01月17日 09点00分（北京时间） 开标时间：2023年01月17日 09点00分（北京时间） 地点：大连市甘井子区软件园路80号科技园大厦B座609室 五、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日。 六、其他补充事宜 1.获取招标文件时间：2022年12月26日8:00-2022年12月30日17:00(双休日及法定节假日除外)。 2.获取文件方式：通过电子邮箱提交报名材料扫描件进行报名。 3.获取文件地点：大连市甘井子区软件园路80号科技园大厦B座601室(电子邮箱) 4.通过电子邮箱提交报名材料扫描件进行报名：在招标文件发售期内，申请报名和购买招标文件的投标人请将营业执照(或事业单位法人证书)副本复印件、法定代表人身份证明（法定代表人报名提供）或法定代表人授权委托书（授权委托人报名提供，应附法人代表和被授权人的身份证明复印件）、《报名及购买文件登记表》（格式自拟，须含法定代表人或授权委托人的电子邮箱、联系电话、办公电话等）、招标文件费汇款凭证（招标文件费须以公司电汇方式至采购代理人公司银行账户，须备注项目名称及投标人名称）、上述材料加盖公章、扫描后发至电子邮箱710578087@qq.com，经采购代理人确认报名后，发售招标文件。 5.投标保证金：4万元，保证金形式及缴纳方式见招标文件。 6.公司名称：大连理工招标代理有限公司； 开户行：农行高新技术产业园支行； 账号：34263001040002404； 行号：103222006805。 注：1.如投标人为 通过电子邮箱提交报名材料扫描件进行报名 ，招标文件费以实际到账时间为准，报名截止时间后收到的材料及费用不予认可。 七、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。 1.采购人信息 名 称：大连理工大学 地址：大连理工大学采购与招标管理办公室（大连理工大学南门科技园C座）411室 联系方式：李老师；0411-84709969 2.采购代理机构信息 名 称：大连理工招标代理有限公司 地 址：大连市甘井子区软件园路80号科技园大厦B座601室 联系方式：李楠；0411-39700100 3.项目联系方式 项目联系人：李楠电 话： 0411-39700100 × 扫码打开掌上仪信通App 查看联系方式 $('.clickModel').click(function () { $('.modelDiv').show() }) $('.closeModel').click(function () { $('.modelDiv').hide() }) 基本信息关键内容：粒子图像测速 开标时间：2023-01-17 09:00 预算金额：295.00万元 采购单位：大连理工大学 采购联系人：点击查看 采购联系方式：点击查看 招标代理机构：大连理工招标代理有限公司 代理联系人：点击查看 代理联系方式：点击查看 详细信息 大连理工大学随车水下三维粒子图像测速系统采购项目公开招标公告 辽宁省-大连市-甘井子区 状态：公告 更新时间：2022-12-25 大连理工大学随车水下三维粒子图像测速系统采购项目公开招标公告 2022年12月25日 12:18 公告信息： 采购项目名称 大连理工大学随车水下三维粒子图像测速系统采购项目 品目 货物/通用设备/仪器仪表/光学仪器/光学测试仪器 采购单位 大连理工大学 行政区域 大连市 公告时间 2022年12月25日 12:18 获取招标文件时间 2022年12月26日至2022年12月30日每日上午:8:00 至 11:30 下午:13:00 至 17:00（北京时间，法定节假日除外） 招标文件售价 ￥500 获取招标文件的地点 大连市甘井子区软件园路80号科技园大厦B座601室(电子邮箱) 开标时间 2023年01月17日 09:00 开标地点 大连市甘井子区软件园路80号科技园大厦B座609室 预算金额 ￥295.000000万元（人民币） 联系人及联系方式： 项目联系人 李楠项目联系电话 0411-39700100 采购单位 大连理工大学 采购单位地址 大连理工大学采购与招标管理办公室（大连理工大学南门科技园C座）411室 采购单位联系方式 李老师；0411-84709969 代理机构名称 大连理工招标代理有限公司 代理机构地址 大连市甘井子区软件园路80号科技园大厦B座601室 代理机构联系方式 李楠；0411-39700100 项目概况 大连理工大学随车水下三维粒子图像测速系统采购项目 招标项目的潜在投标人应在大连市甘井子区软件园路80号科技园大厦B座601室(电子邮箱)获取招标文件，并于2023年01月17日 09点00分（北京时间）前递交投标文件。 一、项目基本情况 项目编号：DUTASZ-2022861 项目名称：大连理工大学随车水下三维粒子图像测速系统采购项目 预算金额：295.0000000 万元（人民币） 最高限价（如有）：295.0000000 万元（人民币） 采购需求： 采购随车水下三维粒子图像测速系统1套，用于水下航行器、水面船舶等的流场测量，测量系统整体跟随拖车一起前进，测量结果更接近于船舶真实航行状态下船体的流场，从而可以研究船体周围流场运动特征、涡流作用机理以及船体与自由面的相互作用等科学问题，同时也是开展水下航行体伴流场特征及流噪声机理研究的重要试验手段，具体要求详见招标文件。 本项目 随车水下三维粒子图像测速系统 可提供进口产品。进口产品是指通过中国海关报关验放进入中国境内且产自关境外的产品。 合同履行期限：自签订合同之日起，接到采购人供货通知后8个月内货到采购人指定地点安装调试验收合格。 本项目( 不接受 )联合体投标。 二、申请人的资格要求： 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定； 2.落实政府采购政策需满足的资格要求： 1)非专门面向中小企业采购项目；2)中小微企业、监狱企业、残疾人福利性单位、节能、环保产品优先采购等；3）截至开标时间，经 信用中国 网站（www.creditchina.gov.cn）、 中国政府采购网 网站（www.ccgp.gov.cn）查询，被列入失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单、政府采购严重违法失信行为记录名单的不得参加本采购项目，查询结果以资格审查过程中现场网络截图为准；4）单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同供应商，不得参加同一合同项下的政府采购活动。为本采购项目提供整体设计、规范编制或者项目管理、监理、检测等服务的供应商，不得再参加本采购项目的采购活动。 3.本项目的特定资格要求：代理商须具有制造商合法有效授权（国产设备除外）。 三、获取招标文件 时间：2022年12月26日至 2022年12月30日，每天上午8:00至11:30，下午13:00至17:00。（北京时间，法定节假日除外） 地点：大连市甘井子区软件园路80号科技园大厦B座601室(电子邮箱) 方式：通过电子邮箱提交报名材料扫描件进行报名。 售价：￥500.0 元，本公告包含的招标文件售价总和 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 提交投标文件截止时间：2023年01月17日 09点00分（北京时间） 开标时间：2023年01月17日 09点00分（北京时间） 地点：大连市甘井子区软件园路80号科技园大厦B座609室 五、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日。 六、其他补充事宜 1.获取招标文件时间：2022年12月26日8:00-2022年12月30日17:00(双休日及法定节假日除外)。 2.获取文件方式：通过电子邮箱提交报名材料扫描件进行报名。 3.获取文件地点：大连市甘井子区软件园路80号科技园大厦B座601室(电子邮箱) 4.通过电子邮箱提交报名材料扫描件进行报名：在招标文件发售期内，申请报名和购买招标文件的投标人请将营业执照(或事业单位法人证书)副本复印件、法定代表人身份证明（法定代表人报名提供）或法定代表人授权委托书（授权委托人报名提供，应附法人代表和被授权人的身份证明复印件）、《报名及购买文件登记表》（格式自拟，须含法定代表人或授权委托人的电子邮箱、联系电话、办公电话等）、招标文件费汇款凭证（招标文件费须以公司电汇方式至采购代理人公司银行账户，须备注项目名称及投标人名称）、上述材料加盖公章、扫描后发至电子邮箱710578087@qq.com，经采购代理人确认报名后，发售招标文件。 5.投标保证金：4万元，保证金形式及缴纳方式见招标文件。 6.公司名称：大连理工招标代理有限公司； 开户行：农行高新技术产业园支行； 账号：34263001040002404； 行号：103222006805。 注：1.如投标人为 通过电子邮箱提交报名材料扫描件进行报名 ，招标文件费以实际到账时间为准，报名截止时间后收到的材料及费用不予认可。 七、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。 1.采购人信息 名 称：大连理工大学 地址：大连理工大学采购与招标管理办公室（大连理工大学南门科技园C座）411室 联系方式：李老师；0411-84709969 2.采购代理机构信息 名 称：大连理工招标代理有限公司 地 址：大连市甘井子区软件园路80号科技园大厦B座601室 联系方式：李楠；0411-39700100 3.项目联系方式 项目联系人：李楠 电 话： 0411-39700100

近日，大连化学物理研究所能源研究技术平台电镜技术研究组（DNL2002）刘伟研究员团队与大连交通大学刘淑慧博士、中国石油天然气集团有限公司石油化工研究院徐华工程师等合作，开发了一种基于电镜HAADF图像的原子识别统计（EMARS）新方法，利用该方法精准统计了18000个铂（Pt）原子分散态原子，量化解析了Pt单团簇等不同物种在Pt/Al2O3工业重整催化中的活性贡献，为理解石油化工中石脑油重整制芳烃的活性来源、催化剂优化提供了新思路。 氧化物负载金属催化剂的原子密度、间距和配位环境决定着催化活性、选择性和稳定性。传统宏观测量的谱学手段只能对催化剂粉体样品进行整体分析，进而给出平均化的原子分散度，难以区分微观上不同金属物种的单独活性贡献。近年来，透射电镜发展迅速，HAADF技术可以实现原子直接成像。但由于催化性能是微观活性中心推动反应分子转变的整体宏观度量，仅依靠几张HAADF图像做表象分析和手工测量统计，无法足够客观地、准确地体现催化剂的微观原子分散差异，也就不能找到宏观的催化活性对应的原子结构起因。　　本工作中，合作团队开发出EMARS新方法，通过获取图像中的金属原子坐标，以高通量、自动化地逐一原子计数方式精确计算分散性。合作团队首次对Pt/Al2O3重整催化剂实现了18000个Pt原子统计，获得了在23皮米到60埃范围内的Pt—Pt原子距离分布，以及全部Pt团簇所含原子数。该工作在真实空间中以原子精度重新定义了负载型催化剂的金属分散性。量化证据表明，石脑油重整的芳烃转化活性来自载体上的Pt单原子，原子密度与活性定量相关；Pt团簇不直接贡献活性，但可在氧化气氛下动态分散为Pt单原子来补充活性位点。相比而言，传统氢氧滴定（HOT）方法容易高估金属分散性，导致严重偏离实际催化活性。　　相关工作以“Identify the Activity Origin of Pt1/Al2O3 via Atom-by-Atom Counting”为题，于近日发表在《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc.）上。相关研究得到我所创新基金、中科院青年创新团队（单原子催化动态调控）、大连化物所—中石油联合基金、中科院青促会等项目的资助。

透过图像看本质，蔡司 arivis图像分析解决方案来了！“顶刊里那些三维动画好炫酷，是怎么做出来的？”“我用光片显微镜拍的透明化脑组织图像接近1TB，我的电脑带不动，怎么办？”“我想看到两个结构在三维空间是不是共定位，要怎么做呢？”“电镜图像都是黑白的，我要想提取其中的线粒体结构，要怎样处理？”随着成像技术的不断发展，蔡司君收到关于显微镜图像处理和图像分析的咨询越来越多。仅仅 “看见”细胞结构已经不能满足今天的科研工作者的需求，我们要“看得更清，看得更全，看得更快”，我们更要“透过图像看到本质”，挖掘图像背后的科学数据和结果。作为一家有177年历史的光学公司，蔡司不仅提供从光镜到X射线显微镜到电镜的全流程显微成像设备解决方案，也关注显微图像的图像处理和图像分析。今年，提供显微图像分析解决方案的arivis AG以蔡司子公司Carl Zeiss Microscopy Software Center Rostock GmbH的形象全新亮相，正式加入蔡司大家庭，为科学家提供高效智能的图像分析解决方案。什么是arivis？arivis是专业的显微图像分析方案，既有单机版的软件，也可提供基于服务器的图像共享和批量分析的解决方案，广泛支持市面常见的图像格式，可以实现高质量的图像渲染和智能高效的图像分析。1. TB级大型显微图像数据的渲染和分析：arivis特有的ImageCoreTM图像操作技术，几乎不受电脑硬件条件限制，普通的笔记本电脑也能处理上百GB甚至TB级的大数据。CUBIC透明化的小鼠大脑，整个数据有超过1，300，000张图像，总数据量超过14TB，利用64 GB RAM, 2x hexacore, 3x8 TB HD的电脑完成全脑三维重构。数据来自：Susaki EA, et al, Cell Chem Biol, 20162. AI智能图像分析：arivis利用机器学习和深度学习，只需在图像上涂涂画画，标注所需分割的图像信号，即可实现图像分割，电镜图像也能轻松识别。体电镜拍摄HeLa细胞亚细胞结构，利用深度学习训练模型进行图像分割，对线粒体等亚细胞结构进行提取和分析。3. 高效的图像分析流程：arivis广泛支持市面常见显微成像设备图像格式，高效灵活的图像分析流程可针对您的图像优化分析方案。arivis针对细胞轨迹及命运追踪，神经元追踪等分析，提供专业的图像分析模块，高效获得图像分析数据小鼠大脑神经元结构，通过arivis Pro软件追踪神经元轴突及树突形态4. 广泛的应用潜力：可扩展python脚本，实现个性化图像分析。支持VR可视化交互，走进样品内部探索更深层次的信息。对于大型平台的海量数据管理需求，可提供服务器解决方案。细胞核中染色质的三维空间分布，通过python脚本引入同心圆参考系，帮助定位染色体空间分布。数据来自：Daria Amiad-Pavlov, et al，Science Advances. 2021.心动不如行动，想要体验蔡司arivis软件的强大功能吗？长按下方二维码，申请30天免费试用版。数据文献来源Susaki EA, Ueda HR Whole-body and Whole-Organ Clearing and Imaging Techniques with Single-Cell Resolution: Toward Organism-Level Systems Biology in Mammals Cell Chem Biol, 2016Daria Amiad-Pavlov, Dana Lorber, Gaurav Bajpai, Adriana Reuveny, Francesco Roncato, Ronen Alon, Samuel Safran and Talila Volk. Live imaging of chromatin distribution reveals novel principles of nuclear architecture and chromatin compartmentalization. Science Advances 02 Jun 2021: Vol. 7, no. 23, eabf6251.

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" text-indent: 2em " 【作者按】 /span /strong span style=" text-indent: 2em " 扫描电镜测试条件的选择主要包括以下四个方面：加速电压、束流与工作距离、探头。前两个主要影响样品信息的溢出，后两者影响着信息的接收。测试条件选择的是否合适，决定了您能获得怎样的测试结果。 /span br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 本人在第一篇32载经验谈《扫描电镜加速电压与分辨力的辩证关系》一文中，就加速电压与图像分辨力的辨证关系进行了深入的探讨。充分分析了改变加速电压会给表面形貌像的分辨力带来怎样的变化；解答了为什么获取高分辨像，钨灯丝扫描电镜要选择较高的加速电压（10KV以上），而场发射扫描电镜需要选择较低的加速电压；阐述了场发射电镜为什么会比钨灯丝电镜有着更高的分辨能力。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp & nbsp 除了对图像分辨力的影响，加速电压的改变还会在样品的信息特性、荷电的产生及应对等方面对测试结果产生较大的影响。一直以来，许多专业人员对此，普遍存在一种单调的思维模式及处理方法，这将给最终的测试结果带来偏差。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 这种认识上的偏差也存在于束流的选择上，对最终测试结果同样会形成很大的影响。错误的束流选择，你将无法获得完美的测试结果，还会给仪器的调整带来麻烦。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp & nbsp 本文将通过大量的实际测试事例，为大家充分展示，选择不同的加速电压及束流究竟能给测试结果带来怎样的影响。分析形成这种结果的原因，以及传统观念在加速电压和束流选择上存在怎样的认识偏离。为今后大家在进行扫描电镜测试时，合理的选择加速电压和束流提供一些参考。 /p h1 label=" 标题居中" style=" font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 0px 0px 20px " span style=" color: rgb(0, 176, 240) font-size: 18px " strong 一、& nbsp 加速电压的选择 /strong /span & nbsp & nbsp /h1 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 加速电压的选择除了对表面形貌像的细节分辨力存在极大影响，还在以下几个方面影响着测试结果：1. 获取的样品信息在样品中所处的位置，表层还是内层；2. 荷电场形成的位置及强度。而无论在那一方面，改变加速电压所带来的变化都充满了辨证法的规律。下面将以充分的事例来加以展示。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 1.1& nbsp 加速电压与图像分辨力的关系 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 加速电压与图像分辨力的辨证关系，前文有充分的探讨，在此将只做简单的描述。本节主要是以充分及清晰的事例来展示，改变加速电压将带来怎样的图像分辨力变化。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 提升加速电压对图像分辨力会产生两种相互对立的影响： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1. 从信息扩散来说，不利于获取高分辨形貌像。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2. 对电子束发射亮度的提升，有利于高分辨图像的获取。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 这两方面的共同结果必然是存在一个最佳值或最佳范围。这个值与样品特性和其它测试条件的选择都有关联。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 实际测试中，应先对图像所显示的样品信息特征作出正确研判，然后再做出正确的调整来找到这个最佳值。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " br/ /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/fa2635bd-6b96-4bce-9171-265cc0bb3c82.jpg" title=" 1.png" alt=" 1.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 想获取更好的介孔形态必须降低加速电压。改用小工作距离测试，可缩少电子束裙散和透镜球差形成的弥散并增加探头对信号的接收效果，使得对电子束发射亮度的要求降低。此时选择1KV加速电压即可获取更佳的图像效果。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/9d154d57-9819-4674-bf25-23c1d0da39ff.jpg" title=" 2.png" alt=" 2.png" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong 实例二、小工作距离、减速模式的加速电压选择（kit-6介孔） /strong /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " & nbsp img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/23ccfeb0-85bf-47d4-b1ee-9189f64bb660.jpg" title=" 3.png" alt=" 3.png" / /p p style=" text-indent: 0em " br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 1.2 加速电压与样品中的信息分布 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 样品中的信息分布：指样品信息所处位置，表层？内部？ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 加速电压的提升，电子束在样品表层激发的信息将减少，内部信息的激发会增多。选取不同加速电压对样品进行分析，有助于获取更全面、更充分的样品信息。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 实例一、二氧化钛与银的复合膜& nbsp /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp & nbsp 该样品是将二氧化钛与银颗粒分层蒸镀在玻璃表面，银颗粒起先分布在极表层。高温烧结后观察薄膜表面形貌的变化及银颗粒存在的位置。先采用XRD与XPS检测银含量的变化，均未检测到银的存在。扫描电镜检测的结果如下： /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/71cf90d7-a4fc-4797-bc79-d5f88a725f06.jpg" title=" 4.png" alt=" 4.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 上例我们可以看到，任何测试条件的选择都有其局限性，很难单独给出全面的样品信息。需要不停的改变测试条件，综合分析才能够获取更全面且充分的样品信息。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 实例二，含有钴颗粒的核壳结构碳球 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 内部为结构紧密的碳球，包裹一个球形的碳壳层，中间有钴纳米量子点存在。以下组图将给我们提供完整信息： /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/b149b0cd-9014-4a7f-b45d-0f5e58750392.jpg" title=" 5.png" alt=" 5.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 这组照片，合在一起才能提供样品的完整信息：一个核壳结构的碳球，内部是高密度球体，中间为絮状夹层，钴颗粒镶嵌于絮状夹层中，极表层较为平实。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/87b50fb1-9fcb-41ae-9720-81e2eb095201.jpg" title=" 6.png" alt=" 6.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 实例三、石墨烯的观察 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 单层石墨烯厚度仅不到一个纳米，个人观点：较难形成可被扫描电镜观察到的衬度。一般说，十来层左右的碳层被观察到的可能性更高，加速电压较低可观察到的碳层也较薄。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/652f21c2-13d1-45a3-ac00-f2be0b08c4c5.jpg" title=" 7.png" alt=" 7.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 对簿膜样品加速电压选择低一些，效果较好，但有个度。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 1.3改变加速电压对样品荷电场强度与位置的影响 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 样品的荷电现象：高能电子束轰击足够厚的样品，如有电子驻留在样品中漏电性较差的部位，将形成静电场影响该部位及附近电信号的正常溢出。出现异常亮、异常暗或磨平的现象，这就是样品的荷电现象，该静电场也称“荷电场”。（关于样品的荷电现象，后期将有专文加以深入探讨）。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 影响样品荷电场形成的因素有许多，加速电压正是其中最为重要的一个方面。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 加速电压对样品荷电场的影响主要表现在以下几点： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1.加速电压的升高，发射亮度增加，使得注入样品的电子数增加，荷电场强度得以加强，将加重样品的荷电现象。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2.加速电压的升高，电子击入样品的深度增加，形成荷电场的位置下移，达一定值时，对样品电信号溢出的影响将会减弱直至消除。但SE2的增加，会影响表面细节的分辨。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 3.加速电压的升高，使得背散射电子能量增加，背散射电子能量越大，其溢出量受荷电场的影响也就越小。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 实例一、介孔材料KIT - 6不同加速电压下的荷电现象 & nbsp /strong /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/f1a4138c-34fa-47e0-9b73-51fa3f0e6e15.jpg" title=" 8.png" alt=" 8.png" / /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/e691f38e-c9b1-4ea9-9cd5-c67cf0df65d4.jpg" title=" 9.png" alt=" 9.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 实例二、二氧化硅小球，减速模式的加速电压与荷电 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 二氧化硅小球。形态松软，容易形成样品的荷电现象。主流观点：减速、低电压是解决样品荷电问题的最佳方案，且加速电压越低，荷电现象越弱。真实情况却未必如此。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 用减速模式500V、1KV，观察得出的是如下结果： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/764fd804-f00b-4e93-bed6-03b652d70f53.jpg" title=" 10.png" alt=" 10.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " & nbsp /span br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 实例三、钼化铬纳米颗粒 /strong /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/f222ae41-0b71-45ac-9969-ca0e2806ff94.jpg" title=" 11.png" alt=" 11.png" / /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 以上三例可见，无论采用何种模式，加速电压与样品的荷电现象之间都存在一个辩证的关系。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 加速电压升高，会增加注入到样品中的电荷总量，提升样品中的荷电场强度，加重样品的荷电现象。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 提升加速电压，电子注入样品的深度增加，自由电子在样品中形成堆积的位置下移至更深处，荷电场位置也将下沉。荷电场的下沉会逐步减弱其对样品表面电子溢出量的干扰，荷电现象也将逐步减弱，但这是一个量变到质变的过程。当加速电压达到一定值，荷电场接地形成电荷通道，此时样品中多余的自由电子完全消失，样品中也就不存在荷电场。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 加速电压的提升，可以增加背散射电子的能量，达到一定值，背散射电子信息将克服荷电场对其正常溢出的影响，减弱并消除形貌像所显现出的样品荷电现象。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 因此不能简单的认为：低加速电压是不蒸金解决样品荷电的唯一有效途径。以辩证的思维方式来综合评估各方面的影响，合理选择加速电压才是应对样品荷电的有效方式。 /p h1 label=" 标题居中" style=" font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 0px 0px 20px " span style=" color: rgb(0, 176, 240) font-size: 18px " strong 二、束流大小的选择 /strong /span /h1 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 目前主流的观点认为：束流越大，电子束斑的直径越大，束斑直径越大，图像的分辨率越差。各电镜厂家的工程师在进行分辨率测试时，都会选用小束流，但观察的都是信号量充足的标准样品（金颗粒）。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 实际测试时，常发现小束流下样品的整体信息量较差& nbsp ，很难形成高质量表面形貌像。那么该怎样选择合适的束流？ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 依辩证法的观点，降低束流强度将得到以下两个矛盾的结果： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1.& nbsp 束斑直径降低，信号溢出区面积减小对图像清晰度有利且能降低荷电场强度，削弱样品荷电的影响。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2.& nbsp 减少注入样品的电子量，信号量将减弱，不利图像分辨。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 而现实的操作中，在主流观点的影响下，往往把眼光只放在第一点上，夸大束斑直径的影响，忽视束流强度不足所引起的信号量缺乏，故常常无法获得高质量的高分辨图像。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 特别在面对氧化物、高分子等本身信号较弱的材料时，信号量常常是关键点，小束流的模式很难获得满意的结果。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" font-size: 16px " strong style=" font-size: 14px text-align: center text-indent: 2em " 实例一、钴纳米颗粒和碳材料，不同束流下图像质量的比较 /strong strong style=" font-size: 14px text-align: center text-indent: 2em " /strong /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/29ecf822-c796-4da0-a394-fa93a248c2d0.jpg" title=" 12.png" alt=" 12.png" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" text-indent: 2em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/858092ec-e7c9-4e0e-a8e3-a1564d3b4800.jpg" title=" 13.png" alt=" 13.png" / & nbsp & nbsp /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/f8de383e-1046-4e7d-a4d1-540843a72d14.jpg" title=" 14.png" alt=" 14.png" / span style=" text-indent: 0em " & nbsp & nbsp /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " & nbsp img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/34a0c424-2f08-44fe-8f0c-cd31c149f9ab.jpg" title=" 15.png" alt=" 15.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 以上四例说明：束流的选择同样也遵循辩证法的规律，束流改变带来的往往是正、反两方面影响。如何平衡这些影响获取最佳的结果，还与样品的特性有关，必须全面考虑。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 样品本身信号量充足且漏电能力较差，束流适当选择较低一些，可以减少荷电的影响，提升图像的清晰度，但图像信噪比就是牺牲的对象。反之，束流应当选择稍高一些，可以获得的样品信号量更为充分，图像的质量更佳。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 依据个人的测试经验，起始条件选择的束流大一些，综合效果会更好。选择小束流，常常会使得图像的信息量不足，分辨力减弱过多，很多细节反而分辨不清。欲对仪器做出适当的调整，看清信息是基础，信息太弱会失去调整的方向。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 任何测试条件的选择都应当坚持适度性原则。具体问题、具体分析，摒弃单调的思维模式，才能找到最佳的测试条件，获得满意的测试结果。 /p h1 label=" 标题居中" style=" font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 0px 0px 20px " span style=" font-size: 18px color: rgb(0, 176, 240) " strong 三、结束语 /strong /span /h1 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp & nbsp 本文通过大量的实例给大家展示，不同加速电压及束流的选择，究竟能带给我们怎样的测试结果。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 辨证的观点要求我们能够做到具体问题、具体分析。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 摒弃单调的思维模式，有助于我们选择正确的测试条件，获得满意的测试结果。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 同样的样品、不同的测试条件获取的样品信息不同。单一的测试条件往往很难带给我们完整且充分的样品信息。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 要获取充分的样品信息，需要测试者能准确预判出测试条件的改变对测试结果会产生怎样的影响。做到这一点，测试者的经验积累十分重要。希望本文的各种实例，能对大家在加速电压和束流选择方面的经验累积提供一些帮助。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 参考书籍： /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 《扫描电镜与能谱仪分析技术》张大同2009年2月1日 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 华南理工出版社 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp 《微分析物理及其应用》 丁泽军等 & nbsp & nbsp & nbsp 2009年1月 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 中科大出版社 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp & nbsp 《自然辩证法》 & nbsp 恩格斯 & nbsp 于光远等译 1984年10月 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 人民出版社 & nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 《显微传》 & nbsp 章效峰 2015年10月 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp 清华大学出版社 /p p style=" text-indent: 2em " strong 作者简介： /strong /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 80px height: 123px float: left " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/6dc1a11e-8c90-4ad2-be79-65574928318f.jpg" title=" 741ca864-f2b8-4fc3-b062-2b0d766c5a7b.jpg" alt=" 741ca864-f2b8-4fc3-b062-2b0d766c5a7b.jpg" width=" 80" height=" 123" border=" 0" vspace=" 0" / 林中清，1987年入职安徽大学现代实验技术中心从事扫描电镜管理及测试工作。32年的电镜知识及操作经验的积累，渐渐凝结成其对扫描电镜全新的认识和理论，使其获得与众不同的完美测试结果和疑难样品应对方案，在同行中拥有很高的声望。2011年在利用PHOTOSHIOP 对扫描电镜图片进行伪彩处理方面的突破，其电镜显微摄影作品分别被《中国卫生影像》、《科学画报》、《中国国家地理》等杂志所收录、在全国性的显微摄影大赛中多次获奖。& nbsp /p p style=" text-indent: 2em " strong 延伸阅读：& nbsp /strong /p p style=" text-indent: 2em " strong /strong /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20200414/536016.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 扫描电镜操作实战技能宝典——安徽大学林中清32载经验谈（7） /span /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20200318/534104.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 扫描电镜的探头新解——安徽大学林中清32载经验谈（6） /span /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" http://二次电子和背散射电子的疑问（下）——安徽大学林中清32载经验谈（5）" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 二次电子和背散射电子的疑问（下）——安徽大学林中清32载经验谈（5） /span /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" http://二次电子和背散射电子的疑问[上]-安徽大学林中清32载经验谈（4）" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 二次电子和背散射电子的疑问[上]-安徽大学林中清32载经验谈（4） /span /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" http://电子枪与电磁透镜的另类解析——安徽大学林中清32载经验谈（3）" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 电子枪与电磁透镜的另类解析——安徽大学林中清32载经验谈（3） /span /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20191126/517778.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 扫描电镜放大倍数和分辨率背后的陷阱——安徽大学林中清32载经验谈（2） /span /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20191029/515692.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 扫描电镜加速电压与分辨力的辩证关系——安徽大学林中清32载经验谈 /span /a /p

岛津动态颗粒图像分析系统 iSpect DIA-10采用微量池技术和先进的光学系统精确、高效地检测颗粒。如果使用普通镜头，颗粒的可检测尺寸会受到颗粒与镜头之间距离的影响。iSpect DIA-10使用远心镜头可保持恒定的图像放大倍率，这意味着无论颗粒 位于视野中的哪个位置，系统都可以准确地确定颗粒粒度。自动对焦功能提高了成像效率，从而确保能够精确 检测异物并获得重复性高的计数浓度。 粒子计数和图像测量可以用一台仪器来实现iSpect DIA-10提供了先进的粒子分析技术，将单个粒子的图像信息添加到精确的粒子计数中。采用宽聚焦区域的远心镜头与微流池技术相结合，可聚焦整个流路，大幅度减小了颗粒漏检，实现了精确的颗粒计数和可靠的颗粒检测。 可有效分析大量粒子准备样品时，用微量移液枪吸取分散在液体中的样品，将移液枪枪头固定在仪器上，然后在软件上完成数据测量。 检测能力强，几乎不会漏检iSpect DIA -10也可以检测到含有极少量的粒子，也可以检测大量粒子中的少量粗颗粒。通过检测每个粒子的检测结果和图像，可以对粒子的来源进行估计。 创新点：本产品整合了粒度和图像分析技术，在两分钟内完成颗粒成像、尺寸分析、异物检测、粒度分布同时可以得到准确的粒子计数浓度 ?超过90%的高效图像采集效率 与传统的池技术和镜头技术相比，微量池技术可以更清晰地显示颗粒图像，同时减少通过成像区域以外的颗粒数量，传统仪器图像采集效率小于10%，DIA-10采集效率超过90% ?± 5%以内的计数浓度重复性 由于颗粒图像采集效率高，几乎所有粒子都被捕捉到，因此可获得超高重复性 ?简单易用 具有无需样品即可实现自动对焦功能，只需放置样品、选择分析方法、点击测量三步即可完成测试查看结果 动态颗粒图像分析系统

现如今对材料进行微观形貌表征时，仅仅看到清晰的形貌是远远不够的，针对有重复结构的材料，如多孔，颗粒等结构的样品，还需对图片中的孔洞或颗粒进行统计与分析，比如统计总数，大小，尺寸等，获得量化结果，辅助研究。硫酸铝矿孔径分布测量当我们对多孔硫酸铝样品进行观察，孔径尺寸大约在10nm左右，由于孔径尺寸非常小，想要清晰的观察到孔的形貌，需要使用超高分辨场发射扫描电镜Regulus8200观察，利用其低加速电压下高分辨率的特点，轻松获取高倍清晰图片。由于图像里的孔与背景亮度对比度的不同，使用Image Pro图像分析软件对感兴趣区域框选，软件可通过信号的强弱分离孔洞并自动测量硫酸矾石的孔径分布（图2）及定量数据。图2中的图表是平均孔径的直方图。当我们分析数据时，可以选取一个孔（图2中的粉红色箭头）时，您可以看到它在直方图中的位置（红色圆圈）。或者在直方图中选择一个条柱（图 3 中的粉红色箭头）时，您可以看到所选条柱包含哪些孔（Brue 字符）。统计数据直方图如图4所示。高容量硬盘驱动器（HDD）中的，磁性颗粒粒度分析高容量硬盘驱动器（HDD）中的磁性颗粒会随着记录密度的提高而变小。然而，较小的磁性颗粒可能会产生较小的矫顽力，因此会妨碍稳定的记录。因此，评估晶粒尺寸和晶粒间距对于实现和保持稳定的HDD性能非常重要。图5（a）显示了配置高容量HDD的磁盘上磁性颗粒的BSE图像。通过使用YAG-BSE探测器拍摄70万倍的高分辨图像，并从中获取颗粒的形状。在对图像上的颗粒进行分析时，首先这些晶粒被识别为感兴趣区域（ROI），使用Image-Pro 10图像处理软件将晶界和背景进行分离，如图6（b）所示。尽管BSE图像因为通道效应导致每一个颗粒对比度和亮度不均匀，但依然可以稳定地对颗粒直径或面积定量分析，因为这些颗粒是通过信号强度提取的，另外还通过其形状和大小提取的。图7（c）是磁性晶粒直径的柱状图。超高分辨冷场扫描电子显微镜Regulus8200和图像分析软件Image-Pro 10的组合可实现HDD的高分辨率成像和定量图像分析，帮助HDD在增强记录密度的研究中。Regulus8200 "Regulus系列"扫描电子显微镜（SEM）被广泛应用于纳米技术，半导体电子行业，生命科学，材料科学等领域的材料结构观察。仅仅具有超高分辨率还远远不够。还要求能在低加速电压下对表面细微结构的观察和高灵敏度的元素分析。发挥高性能，高稳定性，轻松获取高倍清晰图片。END公司介绍：日立科学仪器（北京）有限公司是世界500强日立集团旗下日立高新技术有限公司在北京设立的全资子公司。本公司秉承日立集团的使命、价值观和愿景，始终追寻“简化客户的高科技工艺”的企业理念,通过与客户的协同创新，积极为教育、科研、工业等领域的客户需求提供专业和优质的解决方案。 我们的主要产品包括：各类电子显微镜、原子力显微镜等表面科学仪器和前处理设备，以及各类色谱、光谱、电化学等分析仪器。为了更好地服务于中国广大的日立客户，公司目前在北京、上海、广州、西安、成都、武汉、沈阳等十几个主要城市设立有分公司、办事处或联络处等分支机构，直接为客户提供快速便捷的、专业优质的各类相关技术咨询、应用支持和售后技术服务，从而协助我们的客户实现其目标，共创美好未来。

2021年6月1日，《增材制造 金属粉末性能表征方法》（GB/T 39251-2020）[6]正式实施， 该标准中明确要求按照《粒度分析 图像分析法 第2部分:动态图像分析法》（GB/T 21649.2- 2017）[3]来检测并计算金属粉末颗粒投影的球形度值。早在2018年，德国最大的学术组织德 国工程师协会（Verein Deutscher Ingenieure，VDI）在《Additive manufacturing processes, rapid manufacturing Beam melting of metallic parts Characterisation of powder feedstock》（VDI 3405 Part 2.3）[13]中已将动态图像分析法列为增材制造金属粉末粒度及粒形分析的首选方法；美国材料试验协会（American Society of Testing Materials，ASTM）在《Additive manufacturing — Feedstock materials — Methods to characterize metal powders》（ASTM 52907:2019）[12]中， 也将动态图像分析法列为金属粉末粒度分析的方法之一。此次GB/T 39251的实施，代表着我国在金属粉末表征领域与国际同步。 自1999年动态图像法被发明至今已有22年的发展历程，技术层面已经十分成熟，得益于其“所见即所得”的直接测量方法，如今在亚微米-毫米尺度内正被越来越多的用户推崇， 用于颗粒粒度与粒形表征。本文使用图像分析法，激光衍射法和筛分法分别测量了金属粉末的粒度与形状，从形状分析灵敏度、与传统方法对比以及对大颗粒的检测灵敏度等方面对测量结果进行了对比分析，论证了图像分析法在该领域的应用优势。 1. 动态图像法分析原理说明：1 分散态的颗粒；2 颗粒运动控制装置；3 测量区域；4 光源；5 光学系统；6 景深；7 图像采集 设备；8 图像分析设备；9 显示 图1 动态图像法流程图 动态图像分析流程：粉末样品在（2）颗粒运动控制装置的控制下，均匀分散地进入（3） 测量区域，（4）光源发射的可见光经（5）光学系统转变为平行光，平行光照射到粉末颗粒 后形成的颗粒投影被（6）图像采集设备拍摄捕捉，颗粒图像传输至（8）图像分析设备，统 计分析得到最终结果（9）。图2 基于双摄像头成像技术的Microtrac MRB动态图像分析仪Camsizer X2，分析范围0.8μm-8mm 2 . 动态图像法在增材制造领域的应用优势 增材制造金属粉末粒度一般在20μm-80μm之间并且分布尽可能窄，同时卫星颗粒、非球形颗粒、超大颗粒或熔结颗粒的含量应尽可能低，以提高粉末烧结性能并且避免成型缺陷。 另外，3D打印过程中仅有少部分粉末用于部件成型，另有大部分粉末需要回收利用，回收粉末是否仍然满足打印质量要求是金属粉末质量检测的重要课题。传统方法一般使用筛分法或 气流分级法分级金属粉末得到所需粒度段，使用激光衍射法和筛分法测定金属粉末粒度分布，使用扫描电镜观察金属粉末球形度。 2.1 快速准确定量分析颗粒形状 利用气雾法在不同生产条件下得到原始粉末，并使用筛分法筛选出＜60μm的1#与2#合 金粉末，使用SEM扫描电镜观察1#与2#合金粉末，得到图3样品图片，使用动态图像分析仪 Camsizer X2检测1#与2#合金粉末，得到图4的粒度分布与粒形分布曲线。图3 1#、2#合金粉末的扫描电镜图像图4 1#与2#合金粉末的粒度频率分布曲线（左）与球形度曲线（右）分析仪器：Microtrac MRB德国麦奇克莱驰 Camsizer X2 如图4所示，1#与2#样品粒度分布几乎完全重叠，但其球形度SHPT分布曲线呈现明显差 异，其中1#样品SHPT曲线整体更靠近右侧，表明1#样品的颗粒形貌更加规则。 表1 具有相同粒度分布的两个金属粉末样品的动态图像分析结果从表1中可知，1#与2#样品的D10、D50、D90值偏差仅有1μm左右，使用激光粒度仪根 本无法检测出两个样品的差异；使用SEM观察颗粒形状，如图3所示，虽然直观感觉1#样品 的形貌比2#样品更加规则，但SEM无法量化表征粒形数值，只能作为参考展示和定性分析； 使用动态图像法检测两个样品，球形度SPHT平均值分别为0.9166和0.8596，如果把球形度值 0.9作为球形颗粒认定标准的话，1#与2#样品SPHT＞0.9的球形颗粒占比分别为65.88%和 38.02%。动态图像分析仪仅用时4-5分钟，就统计了超过1000万颗颗粒信息，得到极佳的具 有统计代表性的结果。 2.2 粒度粒形同步分析 Microtrac MRB动态图像分析仪Camsizer X2采用两个420万像素的高分辨率摄像头，每 秒钟可拍摄超过300张图像，软件统计每一张图像中的每一颗颗粒粒度及形状数据。 使用Camsizer X2检测金属粉末得到颗粒投影原始灰度图像，如图5所示，使用图像分析 功能提取出两颗颗粒的粒度与粒形数据如表2所示。图5 动态图像法单颗粒投影原始图像 表2 单个颗粒粒度与粒形数据动态图像法拍摄统计每一颗颗粒的粒度及粒形数据，基于真实的颗粒测量，所见即所得， 不受样品折射率、遮光率的影响，不受筛网变形影响，检测结果比激光粒度仪和筛分仪更加 可靠。但是在新颁布的国家标准中，粒度分布测定方法仅列出了激光衍射法与筛分法，笔者 分析是在标准制定过程中，考虑到目前图像法分析仪的市场占有率远远低于激光粒度仪，出 于方法普遍性而做出的选择。在德国VDI和美国ASTM标准中，均将图像法列为粒度和粒形 分析方法之一，在后续的标准修订中我们应该改进。 2.3 与传统方法的对比 根据样品不同、检测方法不同、应用方向不同，颗粒粒径有多种不同定义，如图6所示。 图 6 常用的颗粒粒径定义 Xc min：颗粒弦长，从 64 个不同方向测量颗粒在该方向上的最大弦长 Xc，取 64 个弦长值中最小的一 个作为颗粒弦长 Xc min，Xc min常用于和筛分法结果对比。 Xarea：等效球径，与颗粒投影面积相等的圆形的直径，Xarea 常用于和激光衍射法结果对比。 XFe max：颗粒长度，从 64 个不同方向测量颗粒在该方向上的费雷特直径 XFe，取 64 个费雷特直径中最大的一个作为颗粒长度 XFe max，即颗粒的最大卡规径。 动态图像法根据颗粒投影所占据的像素数量与位置，一次进样可以检测图 6 中 3 种不 同的粒径定义。 2.3.1 动态图像法与激光衍射法的对比 激光粒度仪一般基于米氏理论或弗朗霍夫理论，利用颗粒对光的散射现象，根据散射光 能的分布计算被测颗粒的粒度分布：当样品颗粒的散射光分布与某一大小的球形颗粒的分布 一致时，即认为样品颗粒大小等于该球形颗粒的直径。即激光粒度仪所测粒径为图6中的等 效球径Xarea，对于大部分非规则的颗粒样品，激光粒度仪测量结果存在系统性偏差。 分别使用动态图像分析仪与激光粒度仪测量4种不同形状的金属粉末，得到图7的粒度累积分布曲线。图7 激光粒度仪与动态图像分析仪粒度累积分布曲线对比 动态图像分析仪器：Camsizer X2（Microtrac MRB） 激光粒度分析仪器：Sync（Microtrac MRB） 红色曲线：Xc min 颗粒弦长；绿色曲线：Xarea 等效球径；蓝色曲线：XFe max 颗粒长度；黑色曲线：激光粒度 使用动态图像分析仪可以同时得到颗粒弦长Xc min、等效球径Xarea与颗粒长度XFe max三条 曲线，如果样品是球形颗粒，如图7中Sample1与Sample2所示，3条曲线差距很小；如果样品 中含有非球形颗粒，如图7中Sample3与Sample4所示，3条曲线就会呈现明显差异，并且样品 越不规则，3条曲线差异越明显。激光粒度仪无法区分颗粒宽度与长度，其检测结果一般位 于动态图像分析仪的颗粒弦长与颗粒长度之间。Sample2为通过53μm孔径筛网的金属粉末，所有颗粒的弦长均应小于53μm，只有部分 颗粒的长度可能大于53μm。如图7所示，Sample2的红色曲线Xc min上限D100＜53μm，只有 蓝色曲线XFe max检测到少量＞53μm的颗粒，而黑色曲线激光粒度数据显示有超过5%的颗粒 ＞53μm，与实际存在误差。这表明，激光粒度仪对颗粒粒度上限的检测精度不够准确，图像分析仪可以准确检测粒度上限D100，更接近真实结果。 2.3.2 动态图像法与筛分法的对比 筛分法作为一种经典的颗粒分级与粒度分布测量方法，被广泛应用于金属粉末的质量控制，此次实施的国家标准中，建议＞45μm的金属粉末可以采用筛分法来测定粒度及粒度分布。筛分法的优点是检测范围宽、重复性好、设备成本低，缺点是检测效率低，人为误差大， 受筛网变形影响大。目前所用的筛网一般是金属丝编织筛网，网孔大小指方形网孔编织丝线 间的垂直距离。理论上标准球形颗粒通过筛网的最小孔径等于其颗粒直径，非球形颗粒通过 筛网的最小孔径约等于其颗粒弦长，如图4所示。 分别使用筛分法和动态图像法测量某粒度区间位于100μm-5mm的宽分布塑料颗粒，得到图8所示曲线。图8 宽分布塑料颗粒动态图像法与筛分法一致性曲线，横坐标为筛网目数 动态图像法分析仪器：Camsizer P4（Microtrac MRB） 筛分法分析仪器：AS200C（Retsch GmbH） 如图8所示，即使是粒度分布非常宽的样品，动态图像分析仪Camsizer也能够准确检测， 检测结果Xc min与筛分法结果高度一致，可以直接替代筛分法用于金属粉末的粒度和粒度分布测定。 实际筛分过程中，由于筛网的产地不同、标准不同、质量不同等多方面因素，再加上筛分过程中的人为误差，常常会产生非常大的筛分误差。为减小筛分误差，首先应选用经过计量认证的不易变形的标准筛网，其次，应使用振动筛分仪器在标准程序下进行筛分。 2.4 超大颗粒的检测灵敏度 增材制造金属粉末中少量大颗粒的存在会很大程度上影响粉体流动性和铺粉效率，从而影响成型件的结构强度，容易形成空隙和划痕，所以需要对金属粉末的粒度分布，尤其是超大颗粒的含量进行严格的控制。传统的激光粒度仪由于分析原理限制，对于超大颗粒的检测灵敏度仅为 2%左右。德国麦奇克莱驰 Microtrac MRB 的动态图像分析仪 Camsizer X2 采用 双摄像头技术，拍摄区域宽，分析精度高，对超标颗粒检测灵敏度可达 0.01%。 在约5克＜80微米的金属粉末样品（图9 上左）中加入约0.005克（0.1%）的超过200μm 的大颗粒（图9 上中），使用Camsizer X2检测该混合样品得到图9下粒度分布曲线。‍图9 动态图像分析仪Camsizer X2对超大颗粒的检测灵敏度 如图9下所示，Camsizer X2准确检测到0.1%的超大颗粒。继续添加不同组分的超大颗粒， 验证Camsizer X2对大颗粒含量的识别精度，得到如表3结果： 表3 Camsizer X2对不同组分大颗粒的检测精度即使低至0.005%含量的超大颗粒，Camsizer X2也能够准确识别，依靠其双摄像头成像 技术，Camsizer X2超宽的检测范围不会漏拍任何颗粒。 3. 静态图像分析法在增材制造领域的应用 此次实施的标准中，显微镜法也是测量粉末球形度的方法之一。显微镜配备测量软件， 即为一台静态图像分析仪器，方法依据《粒度分析 图像分析法 第1部分：静态图像分析法》 （GB/T 21649.1 2008）[4]。图10 德国麦奇克莱驰Microtrac MRB静态图像分析仪Camsizer M1 静态图像分析仪Camsizer M1配备最多6个不同倍数的放大镜头，可以清晰拍摄细至0.5 微米的颗粒，检测上限可达1.5毫米，完全覆盖金属粉末的粒度范围。 与动态图像法一样，静态图像法同时检测颗粒的多项粒度与粒形参数，如图13所示。分 别使用动态图像分析仪Camsizer X2与静态图像分析仪Camsizer M1检测粒度区间位于38-53 μm和90-106μm的颗粒样品，对比两种方法的优劣，得到图11所示粒度频率分布曲线与表 4检测数据。‍图11 动态图像分析与静态图像分析结果 动态图像分析仪：Camsizer X2 （Microtrac MRB） 静态图像分析仪：Camsizer M1 （Microtrac MRB） 表4 动态图像分析与静态图像分析检测结果静态图像分析仪样品统计量少，容易产生取样误差，适合窄分布的样品。由于颗粒统计量少，所以大颗粒对静态图像分析仪检测结果影响较大，如图11所示，90-106μm样品的静 态图像分析曲线连续性较差，为了增加颗粒统计数量提高统计代表性，静态图像分析仪检测 时间一般在10分钟以上。 由表4可知，窄分布细颗粒样品的动态图像与静态图像检测结果一致性较好，宽分布粗颗粒样品一致性较差；动态图像比静态图像分析时间短，颗粒统计量大。 同时，静态图像分析要求颗粒应以合适浓度均匀分散在载玻片上。Camsizer M1配备专门的粉末分散装置M-jet，使用10-70kPa的负压均匀分散粉末，避免由于分散不均造成的颗粒 堆叠、黏连现象，分散效果如图12所示。图12 采用M-jet分散的金属粉末总览图 Camsizer M1采用透射光与入射光两种光源，能够从多角度拍摄分析金属粉末，在软件中分别读取入射光颗粒图像与透射光颗粒图像，见图13。图13 Camsizer M1入射光（左）与透射光（右）拍摄的金属粉末原始图像 由于颗粒处于静止状态，并且光学系统性能更加优秀，静态图像分析仪的成像质量一般远远优于动态图像分析仪。Camsizer M1的入射光图像（图13 左）能够拍摄颗粒表面细节， 观察卫星颗粒、熔结颗粒以及异形颗粒的状态，有助于更深层次了解金属粉末。 总结 图像分析法在亚微米-毫米尺度内正被广泛应用于粉体粒度分布与颗粒形貌的分析，完美适用于增材制造金属粉末。 图像分析法分为动态图像分析与静态图像分析两种，动态图像法的优势是统计代表性好、 检测时间短，检测结果可以与激光衍射法和筛分法对比，适用于金属粉末的快速准确质检； 静态图像法的优势是图像清晰度高，可以观察更多金属粉末的表面细节，适用于研发，但静态图像法检测时间长、统计代表性有待提高，取样量少容易产生取样误差，摄像头的聚焦范围窄，不适用于宽分布样品的检测分析。参考文献 1. Microtrac MRB. 066 Metal Powders with Lazer Diffraction and Image Analysis Sync X2 EN 2. 郭瑶庆, 严加松, 舒春溪,等. 催化裂化催化剂形貌分析方法的建立[J]. 工业催化, 2020(3):73-77. 3. GB/T 21649.2-2017,粒度分析 图像分析法 第2部分:动态图像分析法[S]. 4. GB/T 21649.1-2008,粒度分析 图像分析法 第1部分:静态图像分析法[S]. 5. GB/T 15445.6-2014,粒度分析结果的表述 第6部分:颗粒形状和形态的定性及定量表述[S]. 6. GB/T 39251-2020,增材制造 金属粉末性能表征方法 7. 罗章, 蔡斌, 陈沈良. 动态图像法应用于海滩沉积物粒度粒形测试及其与筛析法的比较 [J]. 沉积学报, 2016, 34(005):881-891. 8. 涂新斌, 王思敬. 图像分析的颗粒形状参数描述[J]. 岩土工程学报, 2004, 26(5):659-662. 9. 杨启云, 吴玉道, 沙菲,等. 选区激光熔化用Inconel625合金粉末的特性[J]. 中国粉体技术, 2016(3):27-32. 10. [1]刘鹏宇. 典型选区激光熔化粉末的特性及其成型件组织结构的研究[D]. 兰州理工大 学. 11. Nan D , Zz A , Jl B , et al. W–Cu composites with homogenous Cu–network structure prepared by spark plasma sintering using core–shell powders - ScienceDirect[J]. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 2019, 82:310-316. 12. EN ISO/ASTM 52907-2019,Additive manufacturing - Feedstock materials - Methods to characterize metal powders[S]. 13. VDI 3405 Blatt 2.3:2018-07 Additive manufacturing processes, rapid manufacturing - Beam melting of metallic parts - Characterisation of powder feedstock[S].作者：王瑞青 德国麦奇克莱驰 Microtrac MRB

随着纳米材料在各个工业领域的应用，推动了超高分辨率的扫描电镜的发展，但这些材料导电性不佳，因此，对低电压下仍具有高分辨率的扫描电镜提出迫切需求。 低电压扫描电镜的主要特点之一是能直接对不导电样品进行观察，同时保持高的分辨率。但是其面临的问题是束流电压降低，信号量会显著下降，同时低电压下扫描电镜像差导致分辨率降低。随着扫描电镜技术的蓬勃发展，这些问题目前都得已大大改善。 为了弥补低电压下信噪比低的问题，赛默飞Apreo 2系列电镜配备了YAG材质背散射探测器（T1）（图1）。YAG（Y3Al5O12:Ce3+）是一种具有高发光效率的闪烁体材料，用掺铈的YAG材料制成的背散射探测器，发光效率更高，亮度更高，更耐离子和电子的轰击，因此几乎不存在随使用时间的累积而导致发光效率下降的问题。Apreo 2系列电镜的T1背散射探测器置于镜筒内靠近极靴下部，这样不仅可以获取大量的信号，而且不会有误操作导致的撞毁风险。同时T1接收的是背散射电子，因此，可以大大改善导电性不佳的样品带来的荷电问题。 图1 Apreo 2 扫描电镜的T1探测器位置示意图 为了减小低电压下像差增加的问题，赛默飞Apreo 2系列电镜发展出了样品台减速模式（图2），以减小透镜色差和提高低电压图像分辨率。减速模式中引入的“着陆电压”的概念，即实际到达样品表面的电压，其计算非常简单，入射电压减去减速电压即为着陆电压。例如，电子束初始加速电压5kV，在样品台上加4kV的减速电压，在样品表面的着陆电压为1kV，采用减速模式后入射到样品上的电压是1kV，在样品内的电子束扩展范围和对样品荷电的减缓同初始加速电压为1kV的情形一致，但其电子束的亮度接近加速电压为5kV的状态。因此，采用减速模式，一方面保持了高加速电压下的亮度和足够的信噪比，以及高分辨率，同时又真正实现了样品表面荷电的有效缓解。减速模式下，还有一个优点，使电子束与样品相互作用产生的信号电子在减速电压的作用下加速，这些信号电子在被探测器探测到时能量更高，从而提高了二次电子或者背散射电子收集效率，增加了信噪比。图2 样品台减速模式工作原理示意图 在实际应用中，我们会将样品台减速模式和T1探测器联合使用，以获取高分辨图像。比如，锂电池隔膜是一种PP或者PE材质的高分子薄膜，其导电性极差，常规的电镜无法解决荷电问题，而使用T1探测器不仅可以解决荷电问题，而且搭配减速模式仪器使用还可以获取高信噪比图像（图3）。稀土氧化物Y2O3粉体是制造微波用磁性材料及军事通讯工程用的重要材料，综合导电性较差，高加速电压容易使表面积累荷电，而且会掩盖颗粒表面细节，因此，我们采用低加速电压搭配减速模式进行高分辨成像（图4）。 图3 锂电池隔膜（加速电压：500V，放大倍数：30000，探测器：T1，减速电压：1kV） 图4 Y2O3粉末颗粒（加速电压：500V，放大倍数：100000，探测器：T1）

电镜-拉曼的联用概念并不新鲜，早在十年多前，就有拉曼厂商开始在扫描电镜上安装拉曼光谱仪，实现SEM-Raman的初步联用。不过由于技术和适用性的限制，拉曼联用技术未能像EDS那样获得成功，在电镜上配备拉曼联用的寥寥无几，甚至很多人都未知晓SEM和拉曼的联用，究其根本原因，还在于传统的拉曼联用技术有着非常严重的技术障碍。TESCAN电镜-拉曼一体化系统（RISE显微镜）是一款革命性的产品，在一个集成的显微镜系统中结合了共焦拉曼成像和扫描电子显微镜技术，是世界上第一台真正实用化的扫描电镜-拉曼光谱仪一体化系统，通过实现原位、快速、方便和高性能的拉曼分析，弥补了传统电镜和能谱的分析能力的不足。尤其是针对有机结构解析、碳结构解析、无机相鉴定、同分异构分析、结晶度分析等领域实现了重大突破，扩展了扫描电镜的分析应用领域（如地质、矿物晶体、高分子聚合物、医学、生命医药、宝玉石鉴定），一下子变成全方位的分析，应用前途豁然开朗。为了向国内用户更好地展示电镜-拉曼一体化系统(RISE)在不同领域的应用和成果，TESCAN公司联合上海交通大学分析测试中心于2021年5月13日于上海交通大学转化医学大楼举办拉曼图像-扫描电子显微镜联用技术论坛，会上邀请到多位相关领域专家在现场进行报告和经验分享，诚邀您参加！ 日程安排地点：上海交通大学转化医学大楼 S119室时间：2021年5月13日（星期四） 9:20-16:30关于RISE拉曼图像-扫描电子显微镜联用仪（RISE）是一台集成了扫描电镜、共聚焦显微拉曼和能谱分析的一体化综合成像和分析系统，可以实现样品的微观形貌、元素组成和分布，以及晶体结构、结晶度等性质的原位可视化表征。该仪器采用了创新的平行轴式设计，保证了扫描电镜和共聚焦拉曼分析位置的高度重合，可以快速获得样品的 2D和3D 图像，实现样品的微观形貌、成分和结构表征，以及分子化合物组成和可视化分布结果。其中，电镜和拉曼也可以独立工作，互不影响，使得整个系统获得1 + 1＞2 的卓越性能。RISE参数 拉曼光谱分辨率----优于1.5cm-1扫描范围----250μm*250μm*250μm共聚焦分辨率----2 μm（532nm）d图像空间分辨率XY方向----360 nm光谱范围----95-4000 cm-1。应用领域扫描电镜-拉曼联用一体化技术可广泛应用于材料科学、地质学、环境科学、半导体、太阳能电池、锂电池、光刻胶、生命医药和有机高分子等领域。主要包括以下几个方面：（1）碳材料：钻石、石墨、碳纳米管、石墨烯等不同碳材料的结构及质量分析；（2）有机材料：环境科学、食品医药、生命科学等有机物的结构鉴定（官能团信息）；（3）无机材料：晶体矿物、宝玉石、锂离子电池电极材料等无机化合物的成分和结构分析；（4）二维材料：石墨烯、过渡金属硫属化合物、MXene等微纳米片的化学性质研究。应用案例更多应用案例，以及本次论坛的相关视频（会议结束后上传），敬请关注TESCAN中国用户之家（www.tescan-china.com.cn）。参会报名联系人：李老师报名邮箱：wei.li@tescan.com

近期，赛默飞宣布推出Invitrogen Attune CytPix流式细胞仪，这是一款图像增强型的流式细胞仪，将声波聚焦流式细胞术与高速相机相结合。有了Attune CytPix流式细胞仪，用户能够从细胞中收集高性能的荧光流式数据，同时捕获高分辨率的明场图像，从而将图像与流式数据进行匹配，以便更好地了解细胞形态和质量。借助专利的声波聚焦技术，Cytpix能够很好地稳定细胞在液流中的位置，从而实现在高流速上样（最高达1ml/min）的同时进行高清成像（6000张/s）。其独特应用在于：利用图像的方法排除杂质和异常细胞的干扰，精细圈门；研究细胞互作；结合形态学和荧光产生新的分析方法，比如微生物学研究；对细胞培养物进行进一步的图像QC鉴定，特别适合细胞治疗领域；精细测量样本中单个细胞的面积，获得新的空间数据等。赛默飞蛋白质和细胞分析副总裁兼总经理Valerie Bressler-Hill说：“先前收集细胞图像和高性能流式数据需要进行两个独立的实验，需要花费额外时间将细胞表型与图像相关联。而Attune CytPix结合了上述工作流程，提供了图像增强型的流式细胞分析技术。它以简单易用的形式提供额外的样本和数据质量控制，代表了客户对台式流式细胞仪的期望又向前迈进了一步。”据了解，Invitrogen Attune CytPix流式细胞仪是一款用户友好的、模块化的台式仪器，让从事质量控制或细胞治疗应用的研究人员能够在不牺牲速度或简便性的情况下收集有关细胞和样本质量的额外信息。

人类赖以生存的空间被地球内禀磁场形成的磁层保护着，磁层的外边界称为磁层顶。近些年，研究人员发现磁层顶附近区域在软X射线波段是明亮的。软X射线的辐射机制是太阳风电荷交换（Solar Wind Charge Exchange，简称SWCX）过程，即太阳风中高价重离子和地球大气逃逸的中性成分发生碰撞，由激发态向基态跃迁的过程中发出光子。因此，太阳风能到达的区域就会辐射X射线，而X射线波段明亮和黑暗的交界线就是太阳风发生绕流的边界，即磁层顶。基于此，中国科学院和欧空局联合提出了太阳风-磁层相互作用全景成像卫星项目（Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer，简称SMILE），对日下点附近的磁层顶、部分极尖区和地球极光进行成像探测，同时对磁场和等离子体进行原位测量，旨在揭示太阳风-磁层相互作用的基本模式，从系统尺度上深入认知太阳风-磁层-电离层耦合的基本物理过程。SMILE卫星计划于2024~2025年发射。在X射线二维图像数据和磁层物理规律的认知之间起到桥梁作用的是如何由图像数据分析出三维磁层顶位形。这是SMILE项目预先研究的核心内容。近日，中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气重点实验室王赤院士与孙天然研究员总结了由磁层X射线二维图像反演三维磁层顶的四种方法，给出了磁层成像数据分析的“工具箱”。该综述文章总结了切向拟合法（Tangent fitting approach, TFA，图1）[Sun et al., 2020]、边界拟合法（Boundary Fitting approach, BFA）[Jorgensen et al., 2019a, 2019b]、切线方向法（Tangent direction approach, TFA）[Collier and Connor, 2018]、和计算机断层分析法（Computerized tomography approach, CTA）[Jorgensen et al., 2022, Wang et al., 2022]这四种方法的优点和局限，指明了各自的适用范围，如表1所示。天气室徐荣栏研究员、孙天然研究员与美国新墨西哥理工大学的Anders Jorgensen等人合作，给出了磁层顶反演的CT方法。针对CT方法，天气室孙天然与系统室李大林副研究员、博士生王荣聪等人开展合作，采用人工智能技术对轨道未能覆盖的观测角度进行图像补全，反演得到三维磁层顶位形，如图2。孙天然及合作者对磁层X射线研究进展进行了综述。表1 磁层成像数据分析的“工具箱”[摘自Wang and Sun, 2022]图1 采用切向拟合法TFA，由磁层X射线图像（左）反演三维磁层顶（右）[摘自Sun et al., 2020]图2 人工智能应用于CT反演方法。左、中图为X射线辐射率在子午面和赤道面的等值线，右图为三维磁层X辐射率反演结果 [摘自Wang et al., 2022]该系列成果发表在空间物理权威期刊Geoscience Letters、Journal of Geophysical Research等杂志上。研究得到了基金委重点项目、中国科学院前沿科学重点研究计划、空间科学战略先导计划、中国科学院研究基金和国家重点实验室专项研究基金、青促会优秀会员资助计划等的支持。References：1.Wang, Chi*, and Sun, Tianran* Methods to derive the magnetopause from soft X？ray images by the SMILE mission, Geoscience Letters, 9:30, 2022, https://doi.org/10.1186/s40562-022-00240-z 2.孙天然*，张颖洁，韦 飞，彭松武，尧中华，王赤*，地球磁层软X射线信号的辐射特性研究，地球与行星物理论评，2022，accepted3.Wang, Rongcong, Li Dalin*, Sun Tianran*, Peng Xiaodong, Yang Zhen, Wang J.Q., A 3D Magnetospheric CT Reconstruction Method Based On 3D GAN and Supplementary Limited-Angle 2D Soft X-ray Images. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 2022, accepted4.Jorgensen, A. M.*, Xu, R., Sun, T., Huang, Y.,Li, L., Dai, L., & Wang, C. A theoretical study of the tomographic reconstruction of magnetosheath X-ray emissions. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 2022, 127, e2021JA029948. https://doi.org/10.1029/2021JA0299485.Sun T.*, Wang C.*, Connor H. K., Jorgensen A. M., Sembay S Deriving the magnetopause position from the soft X-ray image by using the tangent fitting approach Journal of Geophysical Research: Space Physics 2020, 125, e2020JA028169. https://doi.org/10.1029/2020JA0281696.Sun T. R.*, Wang C.*, Sembay S. F., Lopez R. E., Escoubet C. P., Branduardi-Raymont G., et al. Soft X-ray imaging of the magnetosheath and cusps under different solar wind conditions: MHD simulations Journal of Geophysical Research: Space Physics 2019, 124. https://doi.org/10.1029/2018JA026093 7.Jorgensen A. M., Sun T.*, Wang C., Dai L., Sembay S., Wei F., et al. Boundary detection in three dimensions with application to the smile mission: The effect of photon noise Journal of Geophysical Research: Space Physics 2019a, 124. https://doi.org/10.1029/2018JA0259198.Jorgensen A. M.*, Sun T.*, Wang C., Dai L., Sembay S., Zheng J. H., Yu X. Z. Boundary Detection in Three Dimensions With Application to the SMILE Mission: The Effect of Model-Fitting Noise Journal of Geophysical Research: Space Physics 2019b, 124. https://doi.org/10.1029/2018JA026124

从冷冻电镜的多个二维投影图像进行三维重构，获得蛋白质的三维结构。 兰州大学供图蛋白质结构解析是分子生物学的核心课题，对于人们认识蛋白质的功能，理解疾病的发病机理，进行药物设计和疾病治疗等都具有非常重要的意义。近年来，冷冻电镜技术在测定生物大分子结构方面取得了突破性的进展，虽然目前DeepMind 公司开发的AlphaFold已经可以从蛋白质序列预测蛋白质的三维结构，但其准确性还有待提升，其结果也只能作为预测结果使用。近日，兰州大学信息科学与工程学院教授路永钢课题组与兰州大学生命科学院副教授朱莉以及美国欧道明大学计算机科学系教授何静合作，提出了一种基于球面嵌入的蛋白质三维重构算法，有助于从冷冻电镜图像中重构出更加准确的蛋白质三维结构。相关成果以《基于两次球面嵌入的冷冻电镜投影图像三维重构》为题在线发表于《通讯生物学》。单颗粒分析是冷冻电镜测定蛋白质结构的主流技术。在利用冷冻电镜获得大量同一种蛋白质分子的二维投影图像后，该技术利用三维重构算法可以计算出蛋白质的三维结构。其中，蛋白质三维重构的核心问题是估计每个投影图像的投影方向，其本质是一个非凸优化问题。现有的算法大多是基于模板匹配，或者是基于期望最大化的参数估计算法，容易受到初始参数选取的影响，容易陷入局部极小，可能会重构出错误的蛋白质结构。为了提升三维重构结果的可靠性，路永钢课题组在该研究工作中充分利用了全体投影图像在投影方向以及等价线方面的全体一致性约束，通过两次球面嵌入获得了在三维空间中满足全体投影图像一致性约束的投影方向估计，进而计算出了蛋白质的三维结构。这种方法的特点是不需要初始模板，尽量从数据内部挖掘约束条件，对初始化依赖较小，因而提高了重构结果的可靠性和准确性。另外，路永钢课题组还提出了新的投影方向表示方法，利用两个互相垂直的向量（投影图像的法向量和自身坐标的X轴）来表示投影方向，并且讨论了这种表示和通常使用的欧拉角表示的等价性。在该论文的实验工作中，课题组分别使用了模拟数据集和两组真实数据集对算法进行了评价。通过与目前常见的几种算法（Synchronization、LUD、EMAN 2.1和RELION-2）进行对比，验证了所提算法的有效性。模拟数据由大肠杆菌70S核糖体对应的蛋白质结构通过计算机模拟投影生成。真实数据使用了从EMPIAR数据库下载的恶性疟原虫80S核糖体数据集（EMPIAR-10028）的冷冻电镜图像，以及Hedgehog受体补丁与纳米抗体TI23复合物（EMPIAR-10328）的冷冻电镜图像。实验结果证明了该论文提出的球面嵌入算法可以更准确地估计投影方向，并且在噪声比较高的情况下（例如SNR=0.1或0.2等），该算法能大大降低投影角估计的误差。三维重构的结果也证明了利用该算法在不同噪声水平及不同数量的投影图像上进行重构时都具有一定的优越性，得到的重构结果具有更高的分辨率，也更加接近于真实结构。

p style=" text-indent: 28px" span style=" font-family:宋体" 编者按：对于食品粉体产品，粒度是重要的质量指标，比表面积、营养价值、吸附和功能等特性均与粒径紧密相关。颗粒加工制备技术的不断完善，推动食品行业对粉体物料要求的不断升级，更细的粒径、更均匀的粒度分布乃至规范的颗粒外形等，都是行业日益关注的重点，因此研究食品粉末颗粒大小、形状和粒度分布成为研究食品粉体物料的重要课题。 /span /p p style=" text-indent: 28px" span style=" font-family:宋体" 想要快速有效地对食品粒度进行分析，图像处理技术正是重要的辅助手段。江苏大学生物与环境工程学院孙宗保副教授的精彩讲解，就将让我们领略，如何利用图像处理技术更好地进行食品粒度检测。 /span /p p style=" text-indent:28px" strong span style=" font-family:宋体" 专家观点： /span /strong /p p style=" text-indent: 28px" span style=" font-family:宋体" 目前对粉体粒度的测量大多采用常规的测量方法，它们共同不足之处均表现为：测量时间长，测量步骤多和测量准确度受主观因素影响大等。而这些不足对于计算机视觉系统来说，是很容易克服的问题。基于计算机视觉的粒度检测技术（即图像处理技术）是在体视学的基础上，结合现代信息技术，对颗粒粒度进行自动测量并自动分析统计获得相应的粒度信息，是国内颗粒界所公认的测定粒径分布与实际吻合最好的测试技术。 /span /p p style=" text-indent: 28px" span style=" font-family:宋体" 数据采集系统一般由显微镜、摄像头、图像采集卡、微机等组成。颗粒在各种引力的作用下发生凝聚，克服颗粒凝聚的方法是加分散剂和实施外力分散。不同的样品选用不同的分散介质，分散介质要纯净无杂质，且不能与样品发生物理变化和化学变化。外力分散效果最好的是超声波分散。在实际应用中，往往这两种方法同时使用。下面我们选取经过超微粉碎的珍珠粉作为处理对象，将珍珠粉和分散剂按 /span 0.3% span style=" font-family:宋体" 浓度配置均匀，并经超声波震荡后，取少许置于载波片上待用。 /span /p p style=" text-indent: 28px" span style=" font-family:宋体" 将标准光刻测微标尺（每格 /span 10 span style=" font-family:宋体" 微米）置于显微镜下，调整焦距和光强，使标尺图像清晰。计算各种物镜下图像的放大倍数（单位： /span span style=" font-family:宋体" 微米每像素），可实现尺度标定，得到标定系数。 /span /p p style=" text-indent: 28px" span style=" font-family:宋体" 采集的颗粒图像为透射图像，采集后图像灰度分布相对集中，对比度较差，需对原始图像进行增强处理。根据颗粒图像的特点采用灰度指数变换函数对颗粒图像进行处理。由于图像分割阈值是随样本、放大倍数、光照强度、预处理的不同而发生变化，无法确定一个阈值常数，为此采用一维 /span Otsu span style=" font-family:宋体" 阈值自分割技术。 /span /p p style=" text-indent: 28px" span style=" font-family:宋体" 粒度图像经阈值化后生成二值图像，由于分割阈值是根据像素统计规律确定，难免将目标区域中一部分颗粒像素误识为背景 /span ( span style=" font-family:宋体" 孔噪声 /span ) span style=" font-family:宋体" 或背景误识为目标 /span ( span style=" font-family:宋体" 点噪声 /span ) span style=" font-family:宋体" ，形态滤波可以去除这些噪声。形态开启和闭合运算可以去除特定图像的细节，不产生全局几何失真。 /span /p p style=" text-indent: 28px" span style=" font-family:宋体" 由于颗粒表面具有不同的反光现象，颗粒彩色图像经过二值化分割之后所得到的二值图像中，一部分颗粒内部存在空洞现象。对于颗粒内部的空洞，采用了图形学中的种子填充算法，可以有效地填充颗粒内部的空洞。 /span /p p style=" text-indent: 28px" span style=" font-family:宋体" 凝聚颗粒表面积较大，轮廓线复杂，且存在许多凹面，利用这一特点提取必要的特征参数可以去除凝聚颗粒。首先提取的颗粒特征参数是周长、面积，在此基础上提取复杂度。根据试验，确定阈值，大于阈值的进行剔除，小于阈值的保留。 /span /p p style=" text-indent: 28px" span style=" font-family:宋体" 在运用计算机图像处理技术检测粒度的实际应用中待分析的颗粒往往数量很大，形状一般不规则，尤其是颗粒往往粘结在一起，形成结团，并占据了一定的比例，如果全部舍弃会影响数据分析的统计特性和可靠性。实际上，对于重叠不太严重的颗粒可以通过运用图像处理的方法将其分割开，把符合误差要求的部分作为单个颗粒来处理。 /span /p p style=" text-indent: 28px" span style=" font-family:宋体" 腐蚀膨胀分割算法就是利用二值腐蚀和膨胀运算对重叠颗粒的二值图做处理，首先对二值目标做腐蚀运算，反复腐蚀多次直到分离出一个种子核，这时消去其他部分，对分离出的一个核做同样次数的膨胀运算，这样得到原始大小的单个颗粒，以该二值图为窗，从原灰度图中可得到对应的颗粒。分割结果见图（ /span 1 span style=" font-family:宋体" ） /span /p p style=" text-indent: 28px" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/eb1dd477-8187-4e01-aac2-e3e9e709da19.jpg" title=" 1.png" / /p p style=" text-indent: 28px" span style=" font-family:宋体" 测地重建算法是以测地形态学理论为基础，在获取重叠区域分界线的同时又能保持颗粒轮廓不变，并且算法全过程自动完成。该算法的基本过程为： /span span style=" font-family:宋体" （ /span 1 span style=" font-family:宋体" ）对灰度图做阈值分割，得到二值图设为集合 /span Y span style=" font-family:宋体" 。（ /span 2 span style=" font-family:宋体" ）对二值图做距离变换或极限腐蚀，得到代表重叠颗粒的几何中心区，形成的二值图为原二值图的子集，设为集合 /span X span style=" font-family:宋体" 。（ /span 3 span style=" font-family:宋体" ）反复做 /span X span style=" font-family:宋体" 关于 /span Y span style=" font-family:宋体" 的测地膨胀，直到重建原图，这时各相邻中心相合形成分界线。 /span /p p style=" text-indent: 28px" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/42fd0924-5a88-49bf-8eca-f4653a01e17f.jpg" title=" 图2.png" / /p p style=" text-indent: 28px" & nbsp span style=" font-family:宋体" 接下来就要进入特征参数测定及结果分析的阶段，目前对颗粒大小的表示有许多不同的表述方法，在这里我们选取了 /span feret span style=" font-family:宋体" 直径和投影面积直径来表示颗粒的大小。颗粒的投影区域可能出现多种形状，下面给出形状指数 /span F span style=" font-family:宋体" 与圆、椭圆、多边形之间的关系表。形状指数 /span F span style=" font-family:宋体" 的变化，反映了形状的复杂程度。 /span /p p style=" text-indent: 28px" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/ce0900a9-65e5-4297-9a3c-5c6371bbeec4.jpg" title=" 3.png" / /p p style=" text-indent: 28px" span style=" font-family:宋体" 表中数据表明：（ /span 1 span style=" font-family:宋体" ）值越大，颗粒的投影区域的形状越接近针状；（ /span 2 span style=" font-family:宋体" ）椭圆的长短径相差越大，则椭圆越接近长方形；（ /span 3 span style=" font-family:宋体" ）对于正多边形， /span F span style=" font-family:宋体" 值越大，表明颗粒的形状越不圆，其表面的锐角越大。由此可见，采用形状指数定义颗粒的方法可以作为颗粒形貌特征提取的依据。 /span /p p style=" text-indent: 28px" span style=" font-family:宋体" 经过图像处理后，对图像进行识别以获取分析数据和统计结果。识别出的颗粒根据操作者输入的粒度间隔以及形状指数阈值做如下参数的统计： /span /p p style=" text-indent: 28px" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/97f93228-7b89-4ad5-895b-d6d09059d85b.jpg" title=" 4.png" / /p p style=" text-indent: 28px" span style=" font-family:宋体" 表 /span 2 span style=" font-family:宋体" 是在 /span 40X span style=" font-family:宋体" 的放大倍数下对珍珠粉进行测定实验所获得的数据。从表中可以很清楚的了解粉末颗粒的大小、粒度分布以及形貌特征等参数。表中平均长径为某直径范围中形状指数超过阈值的所有颗粒的最长 /span Feret span style=" font-family:宋体" 直径的平均值；平均短径为某直径范围中形状指数超过阈值的所有颗粒的最短 /span Feret span style=" font-family:宋体" 直径的平均值，形状指数阈值由用户输入 /span . span style=" font-family:宋体" 平均离散率为这些颗粒的形状指数的平均值。 /span /p p style=" text-indent: 28px" span style=" font-family:宋体" 同时，我们也在 /span 100X span style=" font-family:宋体" 的放大倍数下进行了实验，并对二种放大倍数下的测定情况进行了比较如表 /span 3 span style=" font-family:宋体" 所示。由表 /span 3 span style=" font-family:宋体" 可知，不同放大倍数下测得的粒径基本相同。 /span /p p style=" text-indent: 28px" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/697e8057-c188-4a9e-9a0b-11019d2e9a0c.jpg" title=" 5.png" / /p p style=" text-indent: 28px" span style=" font-family:宋体" 另外，从同一样本中五次取样进行拍摄，测得的平均粒度如图 /span 4 span style=" font-family:宋体" 所示。从图中的分布可以看出，在 /span 40x span style=" font-family:宋体" 放大倍数下采集的数据比 /span 100x span style=" font-family:宋体" 下更稳定，这是由于 /span 40x span style=" font-family:宋体" 放大倍数下采集的图像的可视面积大，测得的颗粒数多。从统计学角度看， /span 40x span style=" font-family:宋体" 下测量值更稳定。但当所测粒径过小时，由于受分辨率的限制， /span 40x span style=" font-family:宋体" 的结果不如 /span 100x span style=" font-family:宋体" 下稳定。 /span /p p style=" text-indent: 28px" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/9911a9d7-b65d-4f54-a5a0-48f171baef10.jpg" title=" 6.png" / /p p span style=" font-size:14px font-family:宋体" & nbsp & nbsp 运用图像处理技术进行食品超微粉体粒度的检测具有使用方便，测定速度快，结果稳定可靠等诸多优点，而且不会因为测量仪器和操作人员等因素的变化而使测量结果出现严重的偏差，是颗粒检测发展的趋势。同时为了减少测量误差，对如何获取高质量的图像以及对凝聚体的处理、区域分割等相关处理和算法上需要做进一步的研究。 /span /p

日前，珀金埃尔默宣布推出Signals Image Artist™ 软件，这是一款新一代的图像分析和管理平台，用于药物开发研究，旨在帮助科学家在数小时内（而非数天或数周）准确处理和分析高内涵筛选（HCS）和细胞成像数据，以快速制订更智慧的决策。Signals Image Artist™ 是珀金埃尔默Signals™ 信息科学组合方案中的领先产品。Signals Image Artist™ 专为满足药物开发实验室的大数据处理需求而设计，包括3D细胞图像、表型图像以及细胞全景绘制图像的大数据处理。其用户界面直观，无需复杂的用户培训，软件支持多用户同时处理、分析、共享、存储信息，且不影响性能。软件提供云配置和内部配置选项，可扩展存储容量，以适应实验室需求变化。此款软件是珀金埃尔默的高内涵筛选（HCS）工作流解决方案的有力补充，该解决方案涵盖：Opera Phenix® Plus、Operetta® CLS 高内涵筛选系统、PhenoVue™ 试剂、PhenoPlate™ 微孔板、自动化和Signals VitroVivo™ 。通过Signals Image Artist™ 的预构整合，Signals VitroVivo™ 平台的用户可以无缝传送高内涵筛选试验数据，用于二次分析，如支持机器学习的聚类和统计分析。整合还可帮助科学家了解候选药物的时间序列、潜在治疗方案和表型变化，支持共享结果和相关工作流程。此外，Signals Image Artist™ 与当今市场上的所有主要高内涵筛选系统和细胞成像系统兼容，适用于配备了多厂商设备的实验室。珀金埃尔默生命科学业务高级副总裁Alan Fletcher表示：“如今，随着生理相关模型的应用，以及细胞全景绘制和表型筛选方法的日益增加，药物研发实验室会生成大量的图像数据，以降低临床实验失败率。我们的Signals Image Artist™ 平台可大幅加快图像处理进程、快速生成准确数据、简化并加速协作，以帮助药物研发人员更高效、更有效地开发新型候选药物。“珀金埃尔默公司的高内涵筛选解决方案是其生命科学和药物研发全方位组合方案的一部分。更多信息，请访问关于珀金埃尔默珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案，助力科学家、研究人员和临床医生解决最棘手的科学和医疗难题。凭借深厚的市场了解和技术专长，我们助力客户更早地获得更准确的洞见。在全球，我们拥有约15000名专业技术人员，服务于190个国家，时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭，改善人类生活质量。2020年，珀金埃尔默年营收达到约38亿美元，为标准普尔500指数中的一员，纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默的信息，请访问www.perkinelmer.com.cn

近日，上海光源线站工程取得关键进展。储存环内安装的国内首台无源超导三次谐波腔模组将束团长度拉伸约3倍，结合束团纯化系统，实现了混合束团填充模式下单束团流强高于20 mA（图1），支持快速X光成像线站在国内首次成功实现了基于同步辐射光源的单脉冲超快硬X射线成像，其成像时间分辨率达到60 ps，并被应用到气泡动力学的超快测量，清晰观测到在激光烧蚀后不同时刻水中气泡的形核、长大、破裂以及射流过程的超瞬态图像，尤其是清晰观测到传统光学诊断手段无法观测到的微射流过程（图2），为气泡动力学这一经典问题的深入研究带来了崭新的手段。 图1. 超导三次谐波腔的安装、就位和带束调试图2. 单脉冲X射线超快成像在激光加载后不同时刻（15 μs、20 μs、30 μs、40 μs、50 μs）获得的水中气泡的瞬态图像并观测到气泡中的射流现象上海光源储存环采用被动式的超导高次谐波腔，运行频率1500 MHz，自2006年进行理论与模型腔设计研究，后在上海光源线站工程加速器性能拓展中作为束团长度控制系统的工程任务，开展了超导腔、恒温器、调谐器和高次模吸收器等的国产化自主研制。2021年2月，完成4.2 K下模组的水平测试，结果表明Q0~ 4.0×108 @ Eacc = 7.5 MV/m和Q0 ~ 3.8×108 @ Eacc = 10.0 MV/m；2021年8月，完成隧道内安装就位、降温和信号调试；2021年11月9日以来的带束调试，在储存环均匀填充四个束团串共556个束团时，束团长度（半高宽）从55 ps拉长至122 ps；混合填充1个单束团和520个束团串时，束团长度（半高宽）拉长至165.7 ps，拉伸倍数约3倍，且单束团内的流强高于24 mA，皆优于系统设计指标，为快速X光成像线站的测试提供了良好的束流条件。快速X光成像线站是一条硬X射线能量段、实现从毫秒到亚百皮秒时间分辨和微米级空间分辨成像的光束线站，该线站配置有先进的材料动态响应实验平台、高速流体动力学实验平台、动态显微CT实验平台（图3），其液氮冷却低温波荡器、液氮冷却双晶单色器、单脉冲超快X射线成像探测器（最短成像曝光时间60 ps）、高速X射线成像探测器（成像帧频达到5 M fps）、快速X射线成像探测器（成像帧频达到100000 fps）、快门系统（控制通光时间 1 ms）、同步定时系统（定时精度达到5 ps）等光束线站关键设备均由上海光源自主研制。特别是，研制成功大数值孔径三镜头双路光学转换系统与两个ICCD相机组合成双幅单脉冲超快X射线成像探测器（图4a）；与微通道板和高速CMOS相机组合成多幅单脉冲超快X射线成像探测器（图4b）；可一次拍摄双幅或多幅单脉冲成像图像，时间分辨率可达60 ps，空间分辨率可达1.3 μm，对于不可重复的超快过程可实现连续、高分辨、单脉冲超快X射线成像。如图5所示，为基于研制的双幅单脉冲超快X射线成像探测器拍摄得到激光加载后两个时刻上的水中气泡的瞬态图像，可以清晰观测到一次激光加载后，水中气泡在两个时刻上不同的结构变化，两幅图像之间最短时间间隔为1.44 μs（为电子绕储存环一周的时间）。图3. 快速X光成像线站实验站图4. 研制的单脉冲超快X射线成像探测器。（a）研制的大数值孔径三镜头双路光学转换系统，与两个ICCD相机组合成双幅单脉冲超快X射线成像探测器；（b）研制的大数值孔径三镜头双路光学转换系统，与微通道板和高速CMOS相机组合成多幅单脉冲超快X射线成像探测器图5. 基于研制的双幅单脉冲超快X射线成像探测器拍摄得到激光加载后两个时刻上的水中气泡的瞬态图像，两幅图像之间最短时间间隔为1.44 μs此外，实验站还配备了一级轻气炮、霍普金森杆、燃油喷雾室、高温样品室、力学加载试验机等原位装置和自动换样机械手。该线站的建成表明，上海光源自主建设高水平硬X射线光束线站的能力登上了新台阶，我国已成功突破了同步辐射X射线超快成像的关键技术并取得重要进展，这将为我国在材料冲击响应、结构动力学、高速流体动力学、软物质动力学等方向的基础和应用研究提供了有力支撑，特别是为航空航天复合材料、推进剂和轻质合金动态服役行为研究提供了超快显微观测能力，并对关键工程材料设计具有重要指导意义。

据国外媒体报道，荷兰埃因霍温科技大学的研究人员开发出一个新的软件工具，该工具使用特殊技术将核磁共振成像转化成三维图像。医生借助该工具能够看见病人的大脑线路和线路连接的图像，在不用进行手术的情况下就可以研究病人的大脑线路。 　　生物医学图像分析教授巴尔特说，对于脑神经外科医生而言，知道大脑中重要神经束的精确位置是极为重要的。他举例说，对帕金森氏症患者进行“深部脑刺激”可以抑制他们的病情，有了这个新工具，医生可以在图像上看到大脑线路，从而能够更为准确地决定在大脑的何处埋置电极。这项新技术也能为神经和精神疾病带来新的曙光。而且重要的是，脑外科医生事先知道重要神经束的位置，在对病人进行治疗时就能够避免损伤，这是一个巨大的进步。 　　该软件工具是基于一项最近开发的叫做“哈尔迪”(高分辨率漫射成像)的技术。在哈尔迪核磁共振成像技术的基础上，研究小组对这些异常复杂的数据进行了交互式可视化等处理，最终得到了这项新的软件工具。 　　巴尔特教授预计，这项技术可能还需要几年的时间才能在医院使用。他说：“我们现在需要验证软件程序包，也需要证明使用该技术得到的图象与现实相符。”而相应的核磁共振成像技术的扫描速度还需要进一步提高，因为1个小时的扫描时间对病人来说过长。此外，该软件工具已经被其他科学家广泛使用。

北京时间11月10日，中国科学院深圳先进技术研究院集成所光电工程技术中心李剑平博士团队在海洋数据机器学习算法研究中取得新成果，提出了一种基于对比学习的浮游生物图像识别检索框架，在解决实际海洋数据中的不均衡分布、数据漂移、开集识别问题中展现出了优异性能。论文以Contrastive Learning-based Image Retrieval for Automatic Recognition of in situ Marine Plankton Images为题，发表在国际海洋考察理事会海洋科学期刊ICES Journal of Marine Science上。中国科学院大学硕士杨振宇为第一作者，李剑平博士为论文通信作者，深圳先进院为第一单位。来自厦门大学、哈尔滨工业大学（深圳）的数据科学家参与本课题的合作研究。文章上线截图经过了30多年来的发展，海洋水下成像仪器为海洋浮游生物原位观测带来了海量图像数据，刺激了计算机图像自动识别技术的长足发展。然而，训练机器对来自实际中复杂海洋环境下的图像数据进行准确识别始终是一项极具挑战的任务。现有浮游生物图像机器学习分类算法虽然在某些闭合数据集上取得了良好表现，但是当应用于来自不同时空的实际数据时，往往会出现性能不稳定甚至骤降的问题，不能满足海洋观测的实时准确要求。通过深入调研，李剑平团队发现现有算法几乎全部将浮游生物识别问题处理成了一个对“N+1类”目标图像的分类问题（即N类感兴趣目标和1类所有不感兴趣目标）。然而，与其他领域中图像识别任务不同的是，在真实海洋环境中采集的数据必将面临成像质量恶化、数据分布不均、数据分布漂移和分布外样本出现等问题的挑战。因此，在闭合数据集上训练优化的机器学习算法在应用时，由于待识别数据集不满足与训练数据集的独立同分布条件，导致识别性能极易下降，只能通过费时费力的数据重新标注和模型重新训练来恢复其性能，显然这样就造成了机器学习算法的高昂的部署成本，难以在实际中应用。 李剑平团队提出的浮游生物原位图像检索识别框架IsPlanktonIR示意针对这一瓶颈，李剑平团队设计并训练了一种基于对比学习的浮游生物图像检索框架IsPlanktonIR，以图像相似度比对的方式，通过图像检索灵活地解决浮游生物的原位图像识别问题，实现浮游生物图像的自动识别。在该框架里，研究团队首先选取SEResNext作为浮游生物图像特征提取器，利用有监督的对比学习对其训练，使其获得较强的特征提取能力。识别图像时，通过比较待识别图像和一个检索库中图像特征的相似性，实现对其具体类别判定或对分布外样本的发现与拒识。此外，IsPlanktonIR框架还提供了人机交互接口，以供使用者方便地检查校验识别结果，扩充检索库，不断完善增强识别性能。 训练浮游生物图像检索框架中特征提取器的代表图像数据为了实现该识别框架的算法训练和效果验证，团队利用独立研发的海洋浮游生物原位光学成像仪在深圳大亚湾和海南昌江海域采集的图像构建了一个实验数据集。利用该数据集，团队使用部分类别图像对模型进行了训练，构造了多种不同组合的检测数据集，以检验该框架在真实海洋环境中应对必将发生的数据不均衡、数据分布漂移、分布外样本出现情况下的性能表现。实验结果表明，IsPlanktonIR算法框架在应对同时存在上述问题的测试集上均表现出了优异的性能。尤其是当测试中遇到新类别图像出现时，只需向检索库中添加部分新的人工标注样本，即可使框架实时拥有对新类别图像的正确识别能力。此外，团队还对该框架与经典的浮游生物图像分类算法和最新的异常值检测算法的性能在相同的测试集上进行了比较。结果表明，IsPlanktonIR不仅在二者不可处理的开集识别问题上取得了很好的效果，在这两类算法擅长处理的闭集分类问题上也取得了可比拟、甚至部分超越的性能指标。IsPlanktonIR的识别结果稳健性也大大增强，展示出了在实际海洋观测应用中的可靠性和灵活性。 在不同条件下的测试实验中IsPlanktonIR识别框架和对照算法的性能表现对比此外，为了提高框架的图像检索效率，减小存储和计算开销，李剑平团队还提出了一种压缩精简的算法，将浮游生物图像检索库进一步稀疏化，在几乎不降低识别准确率的前提下将检索库的大小缩小了一半，保障了基于图像检索的图像识别框架在大规模数据下的检索速度，以满足海洋观测的高实时性要求。IsPlanktonIR框架的发展为真实海水环境下的浮游生物原位长期观测提供了一套更加有效、稳健、灵活、便捷的算法方案，更加贴近海洋观测的实际需求，将有助于促进人工智能在海洋生物观测识别任务的落地应用。该论文研究得到了中国科学院国际合作重点项目和深圳市科技创新计划基础研究重点项目的支持。