分析研磨咖啡的方法_2

文档序号:9928761阅读:来源:国知局
分布曲线。
[0030] 优选地,多个研磨咖啡颗粒组成研磨咖啡样品,并且多个研磨咖啡颗粒的总表面 积是样品的总立体表面积。
[0031] 优选地,所述方法进一步包括,在计算百分立体表面积值之前,定义多个粒度级 另IJ,其中各粒度级别规定颗粒直径值的数值范围,数值范围按升序排列,并由各自的直径平 均值确定,且粒径分布是直径平均值的函数。
[0032] 在一些实施方案中,确定多个研磨咖啡颗粒每一个的至少一个维度的量值的步骤 包括,确定多个研磨咖啡颗粒的各个颗粒的体积值Vg,所述方法进一步包括:
[0033] -由各个研磨咖啡颗粒的体积值Vg计算各自的颗粒直径值,
[0034] -规定多个粒度等级,其中各粒度等级规定颗粒直径值的数值范围,数值范围按升 序排列,并由各自的平均直径值确定,和
[0035] -计数对于各个粒度等级的多个研磨咖啡颗粒的颗粒数,从而获得样品中存在的 多个研磨咖啡颗粒的数量密度分布(number density distribution)。
[0036] 在一个实施方案中,所述颗粒直径为当量直径。
[0037] 在进一步的实施方案中,所述颗粒直径定义为d32 = 6Vg/Ag的沙得直径(Sauter diameter)。
[0038] 优选地,处理重建立体数字图像来鉴别多个咖啡颗粒的步骤包括:
[0039] -提取多幅重建切片数字图像作为在彼此平行且垂直于样品=维重建的纵轴的平 面上的重建立体数字图像的轴向投影;
[0040] -处理多幅重建切片数字图像的各幅重建切片数字图像,从而获得多幅各自经处 理的切片数字图像,和
[0041] -将经处理的切片数字图像沿着纵轴W平行面相互上下并置,W便生成经处理的 立体数字图像,并定义多个研磨咖啡颗粒的各个颗粒的立体表面积Ag和体积Vg。
[0042] 在一个实施方案中,处理多幅重建切片数字图像的各重建切片数字图像的步骤包 括:
[0043] (i)通过数字二值化滤波器,将多幅重建切片数字图像的第一重建切片图像转换 为第一二值图像,所述第一二值图像使咖啡颗粒相对于均匀背景突出显示;
[0044] (ii)将第一二值图像转换为图像中所显示的颗粒彼此分离并由轮廓线限定的第 二二值图像,和
[0045] (iii)对多幅重建切片数字图像的其余重建切片图像重复步骤(i)和(ii),W生成 相应的多幅经处理的切片数字图像。
[0046] 优选地,样品的=维重建W定义重建样品的=维分辨率的体素来绘制,并且其中 多幅经处理的切片数字图像W与二维射线照相图像的空间分辨率相等的轴向距离彼此排 列,生成多个互连的体素组,各个体素组表示单个的咖啡粉颗粒。
[0047] 优选地,多个颗粒的各咖啡颗粒的体积Vg通过将组成代表颗粒的体素组的体素加 到一起而确定。
[0048] 在一个实施方案中,步骤(ii)通过应用分水岭数字转换滤波器(watershed digital transformation filter)而进行。
[0049] 在某些实施方案中,样品为研磨咖啡胶囊或粉囊包。
[0050] 优选地,方法进一步包括,在接收多幅二维射线照相图像之前:
[0051] -用X-射线源发射的X-射线束照射研磨咖啡样品,和
[0052] -借助检测器装置检测在样品旋转时穿过样品的X-射线束,其中所述检测器装置 配置为将X-射线转化为数字化信号,并生成射线照相二维数字图像。
[0053] 优选地,在接收多幅射线照相图像的步骤中,样品围绕实质上垂直于束在样品上 的主入射方向的轴旋转。
[0054] 二维射线照相图像是数字图像,或者是在由多幅二维射线照相图像进行断层照相 重建的步骤之前数字化的图像。
[005日]优选地,X-射线源是微聚焦源(microfocus source)。
【附图说明】
[0056] 本发明进一步的特征和优点将从下文的参照W非限制性实例给出的发明的一些 实施方案并参照附图而进行的详细记述而变得明显,其中:
[0057] 图1示出适于执行根据本发明的方法的测量设备。
[0058] 图2示出用X-射线计算机断层照相技术分析的从未压缩的研磨咖啡粉样品的S维 重建虚拟地提取的平行六面体子体积的=维重建的实例。
[0059] 图3示出容纳于圆柱状容器中,并用X-射线计算机断层照相技术分析的研磨咖啡 样品的立体重建(vol皿etric reconstruction)的2D轴向切片的重建数字图像的实例。
[0060] 图4是从图3的图像获得的二值数字图像,其中颗粒的等值面用黑背景上的白色显 /J、- O
[0061] 图5是图4的部分放大,其中相邻颗粒之间的分隔线(黑色)用白色箭头指出,分隔 线已通过对图4的图像运用分水岭转换算法(watershed transformation algorithm)计 算。
[0062] 图6是从图4的图像的分水岭转换得到的图像。
[0063] 图7是从根据本发明实施方案的处理方法得到的一组咖啡的=维立体重建的数字 图像。
[0064] 图8a示出4条示例性曲线(各曲线表示作为当量直径的函数的组成咖啡粉的颗粒 的百分体积),或者叫做对4种相应不同咖啡共混物的粒度曲线(曲线A、B、C和D)。
[0065] 图8b是示出作为图8a的共混物A、B、C和D的当量直径的函数的单个颗粒的百分立 体表面积的分布的图。
[0066] 图9是示出作为沙得直径的函数的组成咖啡粉的颗粒(黑色实屯、圆)的百分体积的 示例性图,即图8a中共混物D的粒度曲线。
[0067] 图10是示出作为图8a和8b的图中所分析的共混物的当量直径的函数的百分数量 密度的图。
[0068] 图11是即用研磨咖啡胶囊的S维重建的数字图像。
[0069] 图12是图11中重建体积的垂直截面的图像。
[0070] 图13示出作为图11和12中研磨咖啡样品的当量直径的函数的粒度曲线。
【具体实施方式】
[0071] 图1示出适于进行根据本发明的方法的测量设备。X-射线计算机断层照相设备1包 括配置为发射X-射线束的X-射线源2,该X-射线源能W等于约1曲iW下的聚焦斑发射。例如, 该源是有微聚焦、W高达160kVp电压和高达200]iA电流运行的开放管源(open tube source)。在一些优选的实施方案中,聚焦斑选择为等于Iwii。然而,例如当研磨咖啡的压实 度较高时,可使用较小尺寸的焦斑,或者当该组研磨咖啡容纳在放射不透明的容器例如金 属或塑料制容器等,如咖啡滤器中时,使用较强的发射功率。
[0072] 优选地,X-射线源为微聚焦源。
[0073] X-射线束由配置为检测二维射线照相图像的检测器装置4获取。优选地,检测器装 置包括光学可见的光检测器,该光检测器偶联至用于将X-射线向可见光波长转化的闪烁 器。闪烁器配置为将穿过样品的X-射线束转化为冲击光检测器上的光学信号。在一些实施 方案中,光检测器为CCD传感器或CMOS传感器。例如,光检测器的分辨率为50WI1。
[0074] 在通常方式中,检测器装置和源(在图1中仅部分示出)安装在各自的支撑基座7和 8上,W允许或帮助设备的元件之间的光学对准。在不缺少本公开的共性的情况下,从开放 管源发射的束形状为锥形,并且可确定由源发射的束的主轴,由图中的X轴所示,图1的设备 的轴与束在样品上的主入射方向一致。
[0075] 样品3W被源所发射的束贯穿运样的方式放置于源2和检测器装置4之间。在一些 实施方案中,样品是预剂量的研磨咖啡的胶囊或粉囊包。样品3安装在样品保持件5上,接着 安装在支撑基座6上。支撑基座6可W围绕由图1的Z轴指示的中屯、旋转轴旋转,并按照在测 定时使样品的不同角度位置暴露于由源发射的X-射线束运样的方式持有样品保持件。优
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