標準化(hua)方法可以幫助零(ling)部件供(gong)應商(shang)和(he)(he)產品(pin)制造商(shang)獲得(de)可再現、可靠和(he)(he)可比較(jiao)的清潔度(du)。汽(qi)車(che)和(he)(he)運輸行(xing)業的主(zhu)要標準是(shi)ISO 16232[1]和(he)(he)VDA 19[2,3]。供(gong)應商(shang)和(he)(he)制造商(shang)在清潔度(du)分析中(zhong)(zhong)需(xu)要參考標準中(zhong)(zhong)常見參數的定義和(he)(he)值范(fan)圍，例如顆粒物尺寸和(he)(he)成分、顆粒物識別的閾值、圖像設置等(deng)。汽(qi)車(che)行(xing)業中(zhong)(zhong)用(yong)于清潔度(du)分析的顆粒物檢測和(he)(he)計數通常符合ISO標準和(he)(he)VDA指(zhi)南(nan)。本文簡要概述了ISO 16232和(he)(he)VDA 19中(zhong)(zhong)提到(dao)的顆粒物分析方法。

對于汽車行業，ISO 16232標準定義了用于確定污染物顆粒大小和數量的方法[1]。從汽車零部件中提取這些顆粒物時，使用液體清洗，并用膜過濾器過濾液體，隨后收集表面上的顆粒物。然后使用光學顯微鏡（手動或使用自動系統）和圖像分析技術分析顆粒物[4-6]。最后便可獲得粒徑分布。
VDA 19指南補充了ISO 16232標準[2,3]。VDA 19更詳細地(di)說明：適用范(fan)圍和有效(xiao)性、清(qing)(qing)潔度檢(jian)查、監(jian)測變化、檢(jian)查方(fang)法的(de)選擇(ze)、測試組件的(de)適當清(qing)(qing)潔處理、提取程(cheng)序(xu)設(she)置、驗(yan)證、以及(ji)空白測試以及(ji)案(an)例研(yan)究[2]。此(ci)處僅提及(ji)VDA 19.1和技術清(qing)(qing)潔度檢(jian)查。

通常使用光學系統對濾膜進行全自動分析來驗證清潔度。顆粒物檢測、測量和分類很大程度上取決于鏡頭（即放大率和分辨率）、照明類型（例如偏振、明場或暗場）、圖像處理軟件中使用的閾值以及顆粒物特性（尺寸、成分、反射率等）。因此，在比較相同類型顆粒的結果時，光學系統和分析參數必須相同。
 

標準光學分析
為了提供有意義的比較，建議進行標準光學分析。標準光學分析中，在確定規范之前定義圖像設置和分析過程，因此與使用的系統無關。
 

顆粒物的檢測(ce)和測(ce)量
測量的精度主要由顯微鏡鏡頭的放大倍率和分辨率決定。更高的放大倍率可以提高精度，但也會降低景深。因此，當在高放大倍率下測量小顆粒時，垂直方向的電動平臺系統可以補償低景深和過濾器表面的不規則性。使用高放大倍率還需要分析大量圖像，以便全面檢查濾光片。因此，必須在測量精度和處理/分析時間之間找到平衡點。 
此外，為了準確地確定尺寸和范圍，顆粒應均勻分布在過濾器表面上而沒有重疊，并以顆粒物所占的表面百分比來報告。
 

偏光片
交叉偏振器可用于消除金屬顆粒的反射，在這種情況下，金屬顆粒在明亮的背景上會顯得很暗。如果不使用偏光片，當亮區的亮度與背景濾光片的亮度相似時，就有可能將亮區和暗區的顆粒分成幾個顆粒。不使用偏光片時，非常接近的顆粒也可能會出現大小和形狀的變形，因為當它們靠近在一起時，相鄰的顆粒可能看起來很相似，類似于一個更大的顆粒。
 

顆粒長度和寬度
顆粒的大小和特征可以通過標準分析來確定。顆粒長度，即2條平行線之間的最大距離，Feretmax，其可以應對于2個敏感元件[5]之間的距離，例如電引線，這意味著顆粒能夠“連接"它們。寬度或Feretmin是2條平行線[5,6]之間的最小距離，當它對應的通道寬度足以使顆粒通過時，則表示存在潛在的危險。
 

纖維
纖維在制造過程中也是一個常見問題，但紡織纖維（例如來自服裝的纖維）的潛在破壞性弱于纖維狀顆粒物，因此應將這些類型相互區分開來。通常，細長長度與最大內徑之比大于20且內徑小于50 µm的顆粒會被認為是纖維。
 

金屬(shu)顆粒(li)
金屬顆粒是組件上最常見的污染物之一，由于其機械和電氣特性，它們對許多應用具有高危害性。由于光學外觀的變化，基本標準光學方法無法可靠地識別金屬顆粒，需要使用擴展分析方法。
然而，可以使用非偏振光學系統進行第一次表征，通過其閃亮外觀（直方圖強度值接近白色的強度值的反射）識別金屬顆粒。可以執行自動分析以確定閃亮顆粒是否為金屬，但只有在系統參數（鏡頭類型、放大倍率、其他參數設置等）和顆粒特征（顏色、粗糙度、均勻性等）相同時才能比較結果。如果滿足以下兩個要求，則可以使用此方法：
通過已使用的參數設置確定顆粒具有金屬光澤，但可能需要事先進行擴展分析加以證明
由專業的操作員目視確認自動表征結果
 

材料和設備
顆(ke)粒分析需(xu)要以下材料和設(she)備：

• 顯微鏡

• 無(wu)偽影均勻光源發出的入射(she)（反射(she)）光

• 濾(lv)光(guang)片必須緊緊固定在樣品架上，最好用(yong)玻(bo)璃蓋壓平，以確保整個濾(lv)光(guang)片可以在特定放(fang)大(da)倍率下成像

• 過濾器的定位使(shi)用電動裝置完成，精確性應可(ke)以觀察到(dao)最小顆粒

• 鏡頭(tou)分辨率(lv)和(he)相機傳感器(qi)的(de)像(xiang)素(su)數應(ying)匹(pi)配，以(yi)便可以(yi)應(ying)用10 像(xiang)素(su)標準，即最小顆粒(li)尺(chi)寸應(ying)對應(ying)于至少10個像(xiang)素(su)（參見圖1）

當需要有關形狀、成分、來源、物理特性（硬度、磨損性等）或顆粒造成損壞的可能性等額外或更詳細信息時，可以使用擴展分析方法。使用擴展分析可以更確定地識別金屬顆粒。
 

顆粒(li)高度(du)
顯微鏡鏡頭的景深(T)可用于估計顆粒的高度(H)。T值隨著鏡頭數值孔徑(NA)而減小，因此，在更高的放大倍率和分辨率下會減小。使用以下等式計算：T = 550/(NA)2.H值可以根據顆粒頂部和底部的焦平面之間的垂直差或透鏡沿Z軸的運動來確定[5,6]。應記錄所有測量的顆粒高度，因為這些數據以及寬度和長度可用于確定潛在的損壞。
 

成分分析
單個(ge)顆粒(li)的成分可以通過(guo)使(shi)(shi)用激光(guang)(guang)誘導擊(ji)穿光(guang)(guang)譜(pu)（LIBS）或能量色散X射線光(guang)(guang)譜(pu)（EDS/EDX）進(jin)行(xing)直接元(yuan)(yuan)素分析來獲得(de)。LIBS中(zhong)使(shi)(shi)用激光(guang)(guang)脈沖撞擊(ji)顆粒(li)，形成局部等離(li)子體并發射特(te)定波長的光(guang)(guang)[7]。然后使(shi)(shi)用光(guang)(guang)譜(pu)數據庫(ku)來識(shi)別顆粒(li)元(yuan)(yuan)素成分。使(shi)(shi)用掃描電子顯(xian)微鏡（SEM）執行(xing)EDS。

市場需要這樣一種解決方案：它不僅能使用戶滿足ISO 16232標準和VDA 19.1指南的顆粒分析要求，同時還可以減少耗費的時間和精力。利用清潔度分析解決方案，用戶可以根據ISO 16232和VDA 19的當前要求以及未來可能的更新來分析顆粒。
了解(jie)顆(ke)(ke)粒成分(fen)有助于(yu)可(ke)靠地(di)確(que)定顆(ke)(ke)粒造成損害的(de)(de)可(ke)能性并(bing)確(que)定污(wu)染源[1,2]。使用(yong)二合(he)一(yi)(yi)材(cai)料分(fen)析解(jie)決方(fang)案，結合(he)光學顯微鏡和LIBS[6,7]，可(ke)以有效地(di)執(zhi)行(xing)顆(ke)(ke)粒的(de)(de)成分(fen)分(fen)析。目視檢(jian)查過(guo)濾器上的(de)(de)顆(ke)(ke)粒，然后立即使用(yong)LIBS[6]進行(xing)化(hua)學分(fen)析，無需將(jiang)過(guo)濾器轉(zhuan)移到另一(yi)(yi)臺(tai)儀(yi)器或開展額外的(de)(de)樣品制備(bei)