清潔度影像分析系統

清潔度影像分析系統 (CIAS, Cleanliness Image Analysis System)，主要適用於道路汽車引擎等相關零件與液壓油液的清潔度分析。

除了應用於汽車內部引擎的建造或零件等部件的微粒子汙染分析，同樣也可以被應用到所有接觸到液體的零件，這些液體可能有汽油、燃料、空調的冷媒、散熱劑、潤滑油或瓦斯。

依據 ISO 4406、ISO 4407 與 ISO 16232 清潔度分析規範說明，車用零件的微粒子汙染管理是影響產品壽命與可靠度最主要因素。

由生產與組裝過程所產生的微粒子殘留，將會導致系統在初期運作的磨損率，嚴重的甚至可能導致災難性的錯誤發生。

功能完整的影像掃圖系統

CIAS清潔度影像分析系統整合金相顯微鏡、高精度電動載物台與高階數位相機，請參考下方產品系統圖。

針對濾紙掃圖拍照，只需要於操作介面上設定左上與右下兩個位置，便可以將整片濾紙自動掃圖拍照與影像依序存檔。

設定好掃圖區域後，系統會自動計算所需跑位的影像張數，並以圖像化界面呈現出結果。

多種掃圖模式可供選擇

本系統提供多種掃圖跑位模式，如最常見的順向掃圖法（由左到右）、隨機跑位掃圖法與最有效率的之字形掃圖法。

拼圖影像背景校正功能

拼圖影像之間的光源亮度不均問題除了會影響檢視觀察，同時也會影響微粒子物件判定的結果。

透過影像背景校正功能，可減少每張影像光源不均的現象，如此便可以避免影像交接區域明顯色差的問題產生。

以下圖2X2拼圖為例，尚未進行背景校正時，其拼圖影像交接區域會有明顯的亮度不均現象。

經由影像背景校正功能後，就可以很明顯的改善光源不均的問題，此功能對於需要大範圍掃圖的清潔度影像分析應用尤為重要。

上圖為背景校正前：
下圖為背景校正後：

簡單易用的物件參數設定

依據清潔度量測規範，可設定微粒子最大長軸（最大維度）作為分析條件，系統

會依據設定的過濾條件進行微粒子的量測與計數，設定條件可以存檔，以利後續使用。

另外，可以利用半徑比值作為型態過濾的依據，藉此可以針對比較圓的微粒子進行分析量測。

獨立的掃圖分析模式

只要加購一套掃圖拍照系統，便可以將清潔度影像分析功能與掃圖拍照功能獨立分開。

一台電腦負責清潔度影像分析，一台電腦負責掃圖拍照，如此就可以讓清潔度影像分析系統達到最有效率的分析應用。

清潔度影像分析操作極為簡單，只需選擇影像放置目錄與相關設定，系統便會自動進行清潔度影像分析程序。

智慧判定影像邊緣微粒子分析功能

影像邊緣微粒子物件的判定正確與否，是清潔度全濾紙影像分析的關鍵，不能因為微粒子物件落於影像邊緣就不進行分析或是造成重複分析，這樣都會產生錯誤的分析結果。CIAS 清潔度分析系統會自動判定位於影像邊緣的物件，可避免重複分析或是遺落的錯誤產生。

系統自動判定位於影像邊緣的微粒子物件

影像分析結果會組成全圖，並正確呈現出位於影像邊緣的微粒子物件

視覺化的分析結果呈現

清潔度影像分析的結果會以圖形化視覺化的方式呈現，系統會自動拼圖產生濾紙全圖影像，如下圖：

點選濾紙全圖影像上的任一位置，便會開啟對應的局部放大影像，以利檢測與分析。

每個微粒子都會以矩形外框作為標註，並且因應不同的條件設定，用不同的顏色來標註。

綠色外框：一般微粒子物件
藍色外框：最大微粒子物件
洋紅色外框：纖維微粒子物件

分析結果可以再手動編輯或修改

分析後的結果可以再進行手動編輯與修改，功能包含新增物件、合併物件與刪除物件。

分析數據會依據清潔度規範即時呈現

清潔度分析數據會自動依據清潔度規範所列條件呈現，如 ISO 16232 規範可自行選擇面積或體積作為計量依據

系統會依據Size Class (B~K) 進行分類，自動計算出每個Size Range的微粒子總數，並自動產生Component Cleanliness Code (CCC)。

也可設定是否自動扣除纖維物件，系統會自動計算扣除後的總數量與更新微粒子最大物件。

完整的報表匯出內容

系統會依據報表設定路徑，將清潔度分析結果自動套表，匯出至Excel產生報表。

報表內容詳列清潔度規範所需項目，操作者只需依據不同欄位填入相關內容，便可以簡單且快速地完成清潔度分析報告

依據 ISO 16232 規範，應該按照 1:10 的尺寸比例原則來選擇適合的顯微鏡與物鏡倍率。

若是需要觀察的目標微粒子尺寸大於 25 um，則可以選擇實體顯微鏡。

當目標微粒子尺寸小於 25 um，則需選擇 10X 以上的物鏡倍率，但若因此造成分析時間過久，則可採用 1:5 原則，選擇較低的物鏡倍率。

依據分析目標微粒子的尺寸大小，可以選擇適合的金相顯微鏡物鏡倍率，以取得最佳的影像品質與適當的拍照張數，參考 最小微粒子尺寸(a)。

使用越高倍的物鏡，便可以清楚的拍攝到細微的微粒子影像，但是相對的每張影像的視野範圍小，因此就需要拍很多張影像，導致整個系統運作需要很久的時間．為了改進整個系統的運作時間，也可以依據 最小微粒子尺寸(b) 來處理。

尺寸單位：um　

依據 ISO 16232 Part 7 顯微鏡分析法說明，每個微粒子都有可能對於引擎系統造成嚴重性的損壞，

必須針對濾紙上每個微粒子進行量測分析．因此為了達到全濾紙影像分析，採用高精度的電動載物平台是絕對必要的。

Prior Scientific 高精度電動載物台支援多種顯微鏡廠牌型號，可依據客戶現有顯微鏡或需求進行搭配選擇，提供三軸電動控制，可同時解決跑位拼圖拍照與影像對焦需求。

本系統採用顯微鏡專用QImaging高階數位相機，具備大尺寸Sensor與大視野範圍的特色，可以用較少的影像張數完成全濾紙掃圖，藉此提高整體分析系統的工作效率。

清潔度相關說明：

清潔度(Cleanliness)最早的歷史應用於航空航太工業。 60年代初美國汽車工程師（ SAE ）和美國宇航工業協會（ SAE ）開始使用統一的清潔度標準，從而全面地應用於航空和汽車行業。 機電儀錶產品的清潔度是一項非常重要的品質指標。清潔度表示零件或產品在清洗後在其表面上殘留的汙物的量。一般來說，汙物的量包括種類、形狀、尺寸、數量、重量等衡量指標；具體用何種指標取決於不同汙物對產品品質的影響程度和清潔度控制精度的要求。

產品是由零件經過設備加工裝配而成，所以清潔度分為零件清潔度和產品清潔度。產品的清潔度與零件的清潔度有直接的關係，同時還與生產工藝過程、車間環境、生產設備及人員有密切關係。

清潔度(Cleanliness)是指零件、總成和整機特定部位被雜質污染的程度。用規定的方法從規定的特徵部位採集到雜質微粒的品質、大小和數量來表示。這裡所說的「規定部位」是指危及產品可靠性的特徵部位。這裡說的「雜質」，包括產品設計製造運輸使用和維修過程中，本身殘留的、外界混入的和系統生成的全部雜質。

（本文內容摘錄於互動 百科 www.baike.com/）

清潔度常用測定方法：

清潔度(Cleanliness)測定方法對程序控制、品質保證和失效分析非常重要，是概括用於獲得有關測定主體如各種機械設備、電子零件等清潔度資料的詳細過程。
檢測清潔度時對取樣有要求，取樣的基本要求決定于樣品的數量和取樣位置。零件體積越大、表面積越大、清潔度偏低，則樣品數量相應減少。應該從生產中隨機抽取零件，並且採樣過程和後面的檢查過程中不能造成零件的污染。檢測清潔度時，一要環境清潔，其清潔程度應與檢測的要求相適應；二要檢測人員的衣帽和雙手清潔；三要所用器具也必須清潔。

清潔度的測定方法很多，主要有如下幾種：

1. 目視檢查法
   
   目視檢查法即由人工直接用眼睛在顯微鏡下對零件可以看到的外表面或內腔表面進行檢查。調節顯微鏡的照明亮度和放大倍數，人工可以判斷污染顆粒是金屬、非金屬、或纖維以及尺寸大小。目測法可以檢查殘留在零件表面的比較大而明顯的顆粒、斑點、鏽斑等污染，但檢查的結果與人為的因素關係很大。
   
   
2. 稱重法
   
   稱重法是工業生產和試驗中最常用的清潔度測定方法。其測定原理是將一定數量的試樣在一定的條件下進行清洗，然後將清洗的液體通過濾膜充分過濾，汙物被收集在經過乾燥的濾膜表面，將濾膜再次充分乾燥，根據分析天平稱出過濾清洗前後乾燥的濾膜品質，計算其增加值即為試樣品上的固體顆粒污染物的品質。
   
   
3. 顆粒尺寸數量法
   
   這是一種零件清潔度測定的新方法。其基本原理是根據被檢測的表面與污染物顆粒具有不同的光吸收或散射率。其測試方法是，將一定數量的零件在一定的條件下清洗，將清洗液通過的濾膜充分過濾，汙物被收集在濾膜表面，然後將濾膜乾燥，用顯微鏡（最佳設備是具有拍攝功能的圖像識別和分析設備）在光照射下檢測，按顆粒尺寸和數量統計汙物顆粒，即可得到所測物體零件的固體顆粒污染物結果。這是一種適合精密清洗定量化的清潔度檢測方法，尤其使用於檢測微小顆粒和帶色雜質顆粒。但是如果濾膜是白色的，那麼對白色汙物和氣泡的識別就有可能引起誤判。
   
   顆粒尺寸數量法極限值：對特定規格的零件，規定一定樣品數量、檢查頻率、清洗介質、清洗參數和操作過程的情況下，將顆粒按尺寸大小統計，每個尺寸範圍分別規定准許的最大顆粒數量，只要有某一項超標，則測試結論為不合格。
   
   
   （本文內容摘錄於互動 百科 www.baike.com/）