清洁度影像分析系统

清洁度影像分析系统 (CIAS, Cleanliness Image Analysis System)，主要适用于道路汽车引擎等相关零件与液压油液的清洁度分析。

除了应用于汽车内部引擎的建造或零件等部件的微粒子污染分析，同样也可以被应用到所有接触到液体的零件，这些液体可能有汽油、燃料、空调的冷媒、散热剂、润滑油或瓦斯。

依据 ISO 4406、ISO 4407 与 ISO 16232 清洁度分析规范说明，车用零件的微粒子污染管理是影响产品寿命与可靠度最主要因素。

由生产与组装过程所产生的微粒子残留，将会导致系统在初期运作的磨损率，严重的甚至可能导致灾难性的错误发生。

功能完整的影像扫图系统

CIAS清洁度影像分析系统整合金相显微镜、高精度电动载物台与高阶数位相机，请参考下方产品系统图。

针对滤纸扫图拍照，只需要于操作介面上设定左上与右下两个位置，便可以将整片滤纸自动扫图拍照与影像依序存档。

设定好扫图区域后，系统会自动计算所需跑位的影像张数，并以图像化界面呈现出结果。

多种扫图模式可供选择

本系统提供多种扫图跑位模式，如最常见的顺向扫图法（由左到右）、随机跑位扫图法与最有效率的之字形扫图法。

拚图影像背景校正功能

拚图影像之间的光源亮度不均问题除了会影响检视观察，同时也会影响微粒子物件判定的结果。

透过影像背景校正功能，可减少每张影像光源不均的现象，如此便可以避免影像交接区域明显色差的问题产生。

以下图2X2拼图为例，尚未进行背景校正时，其拼图影像交接区域会有明显的亮度不均现象。

经由影像背景校正功能后，就可以很明显的改善光源不均的问题，此功能对于需要大范围扫图的清洁度影像分析应用尤为重要。

上图为背景校正前：
下图为背景校正后：

简单易用的物件参数设定

依据清洁度量测规范，可设定微粒子最大长轴（最大维度）作为分析条件，系统会依据设定的过滤条件进行微粒子的量测与计数，设定条件可以存档，以利后续使用。

另外，可以利用半径比值作为型态过滤的依据，藉此可以针对比较圆的微粒子进行分析量测。

独立的扫图分析模式

只要加购一套扫图拍照系统，便可以将清洁度影像分析功能与扫图拍照功能独立分开。

一台电脑负责清洁度影像分析，一台电脑负责扫图拍照，如此就可以让清洁度影像分析系统达到最有效率的分析应用。

清洁度影像分析操作极为简单，只需选择影像放置目录与相关设定，系统便会自动进行清洁度影像分析程序。

智慧判定影像边缘微粒子分析功能

影像边缘微粒子物件的判定正确与否，是清洁度全滤纸影像分析的关键，不能因为微粒子物件落于影像边缘就不进行分析或是造成重复分析，这样都会产生错误的分析结果。

系统自动判定位于影像边缘的微粒子物件

影像分析结果会组成全图，并正确呈现出位于影像边缘的微粒子物件

视觉化的分析结果呈现

清洁度影像分析的结果会以图形化视觉化的方式呈现，系统会自动拼图产生滤纸全图影像，如下图：

点选滤纸全图影像上的任一位置，便会开启对应的局部放大影像，以利检测与分析。

每个微粒子都会以矩形外框作为标注，并且因应不同的条件设定，用不同的颜色来标注。

绿色外框：一般微粒子物件
蓝色外框：最大微粒子物件
洋红色外框：纤维微粒子物件

分析结果可以再手动编辑或修改

分析后的结果可以再进行手动编辑与修改，功能包含新增物件、合并物件与删除物件。

分析数据会依据清洁度规范即时呈现

清洁度分析数据会自动依据清洁度规范所列条件呈现，如 ISO 16232 规范可自行选择面积或体积作为计量依据，系统会依据Size Class (B~K) 进行分类，自动计算出每个Size Range的微粒子总数，并自动产生Component Cleanliness Code (CCC)。

也可设定是否自动扣除纤维物件，系统会自动计算扣除后的总数量与更新微粒子最大物件。

完整的报表汇出内容

系统会依据报表设定路径，将清洁度分析结果自动套表，汇出至Excel产生报表。

报表内容详列清洁度规范所需项目，操作者只需依据不同栏位填入相关内容，便可以简单且快速地完成清洁度分析报告

依据 ISO 16232 规范，应该按照 1:10 的尺寸比例原则来选择适合的显微镜与物镜倍率。

若是需要观察的目标微粒子尺寸大于 25 um，则可以选择实体显微镜。

当目标微粒子尺寸小于 25 um，则需选择 10X 以上的物镜倍率，但若因此造成分析时间过久，则可采用 1:5 原则，选择较低的物镜倍率。

依据分析目标微粒子的尺寸大小，可以选择适合的金相显微镜物镜倍率，以取得最佳的影像品质与适当的拍照张数，参考 最小微粒子尺寸(a)。

使用越高倍的物镜，便可以清楚的拍摄到细微的微粒子影像，但是相对的每张影像的视野范围小，因此就需要拍很多张影像，导致整个系统运作需要很久的时间．为了改进整个系统的运作时间，也可以依据 最小微粒子尺寸(b) 来处理。

尺寸单位：um　

依据 ISO 16232 Part 7 显微镜分析法说明，每个微粒子都有可能对于引擎系统造成严重性的损坏，必须针对滤纸上每个微粒子进行量测分析．因此为了达到全滤纸影像分析，采用高精度的电动载物平台是绝对必要的。

Prior Scientific 高精度电动载物台支援多种显微镜厂牌型号，可依据客户现有显微镜或需求进行搭配选择，提供三轴电动控制，可同时解决跑位拼图拍照与影像对焦需求。

本系统采用显微镜专用QImaging高阶数位相机，具备大尺寸Sensor与大视野范围的特色，可以用较少的影像张数完成全滤纸扫图，藉此提高整体分析系统的工作效率。

清洁度相关说明：

清洁度(Cleanliness)最早的历史应用于航空航太工业。 60年代初美国汽车工程师（ SAE ）和美国宇航工业协会（ SAE ）开始使用统一的清洁度标准，从而全面地应用于航空和汽车行业。 机电仪表产品的清洁度是一项非常重要的品质指标。清洁度表示零件或产品在清洗后在其表面上残留的污物的量。一般来说，污物的量包括种类、形状、尺寸、数量、重量等衡量指标；具体用何种指标取决于不同污物对产品品质的影响程度和清洁度控制精度的要求。

产品是由零件经过设备加工装配而成，所以清洁度分为零件清洁度和产品清洁度。产品的清洁度与零件的清洁度有直接的关系，同时还与生产工艺过程、车间环境、生产设备及人员有密切关系。

清洁度(Cleanliness)是指零件、总成和整机特定部位被杂质污染的程度。用规定的方法从规定的特征部位采集到杂质微粒的品质、大小和数量来表示。这里所说的「规定部位」是指危及产品可靠性的特征部位。这里说的「杂质」，包括产品设计制造运输使用和维修过程中，本身残留的、外界混入的和系统生成的全部杂质。

（本文内容摘录于互动 百科 www.baike.com/）

清洁度常用测定方法：

清洁度(Cleanliness)测定方法对程序控制、品质保证和失效分析非常重要，是概括用于获得有关测定主体如各种机械设备、电子零件等清洁度资料的详细过程。
检测清洁度时对取样有要求，取样的基本要求决定于样品的数量和取样位置。零件体积越大、表面积越大、清洁度偏低，则样品数量相应减少。应该从生产中随机抽取零件，并且采样过程和后面的检查过程中不能造成零件的污染。检测清洁度时，一要环境清洁，其清洁程度应与检测的要求相适应；二要检测人员的衣帽和双手清洁；三要所用器具也必须清洁。

清洁度的测定方法很多，主要有如下几种：

1. 目视检查法
   
   目视检查法即由人工直接用眼睛在显微镜下对零件可以看到的外表面或内腔表面进行检查。调节显微镜的照明亮度和放大倍数，人工可以判断污染颗粒是金属、非金属、或纤维以及尺寸大小。目测法可以检查残留在零件表面的比较大而明显的颗粒、斑点、锈斑等污染，但检查的结果与人为的因素关系很大。
   
   
2. 称重法
   
   称重法是工业生产和试验中最常用的清洁度测定方法。其测定原理是将一定数量的试样在一定的条件下进行清洗，然后将清洗的液体通过滤膜充分过滤，污物被收集在经过干燥的滤膜表面，将滤膜再次充分干燥，根据分析天平称出过滤清洗前后干燥的滤膜品质，计算其增加值即为试样品上的固体颗粒污染物的品质。
   
   
3. 颗粒尺寸数量法
   
   这是一种零件清洁度测定的新方法。其基本原理是根据被检测的表面与污染物颗粒具有不同的光吸收或散射率。其测试方法是，将一定数量的零件在一定的条件下清洗，将清洗液通过的滤膜充分过滤，污物被收集在滤膜表面，然后将滤膜干燥，用显微镜（最佳设备是具有拍摄功能的图像识别和分析设备）在光照射下检测，按颗粒尺寸和数量统计污物颗粒，即可得到所测物体零件的固体颗粒污染物结果。这是一种适合精密清洗定量化的清洁度检测方法，尤其使用于检测微小颗粒和带色杂质颗粒。但是如果滤膜是白色的，那么对白色污物和气泡的识别就有可能引起误判。
   
   颗粒尺寸数量法极限值：对特定规格的零件，规定一定样品数量、检查频率、清洗介质、清洗参数和操作过程的情况下，将颗粒按尺寸大小统计，每个尺寸范围分别规定准许的最大颗粒数量，只要有某一项超标，则测试结论为不合格。
   
   
   （本文内容摘录于互动 百科 www.baike.com/）