[實用新型]納米顆粒粒徑的檢測裝置

無效

• 申請號: 200920210860.2
• 申請日: 2009-10-16
• 公開（公告）號: CN201532349U
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 李紹新;王永東;張延嬌;黎國鋒
• 申請（專利權）人: 廣東醫學院;東莞理工學院
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 王裕

技術領域

本實用新型涉及測量技術領域，具體涉及一種納米顆粒粒徑的檢測裝置。

背景技術

目前，對于溶液中納米顆粒粒度測量的技術主要是動態光散射。動態光散射通過測量液體中做布朗運動顆粒的散射光強的漲落得到粒子的擴散系數，從而得知粒子的粒徑大小。在動態光散射納米顆粒測量中，光子相關光譜法(Photon?Correlation?Spectroscopy，PCS)已成為稀溶液內超細顆粒表征的標準手段。但是一般PCS法測量前都要求對被測試樣進行稀釋，以避免多重散射.這就造成了樣品組成易于變化，信噪比降低，易受外界環境因素的干擾(如灰塵，光線)等問題，因而導致測量誤差。

為解決這一問題，1981年Phillies首先提出了適用于濃溶液內顆粒測量的互相關光譜(Cross?Correlation?Spectroscopy，CCS)法(Phillies?G.D.J?of?Chemical?Physics，1981，74(1)：260-262)，能將單散射信號與多重散射信號分開.此后一些學者對CCS方法進行了改進，如：1990年Drewel等提出的雙波長互相關法(Drewel?M，Ahrens?J，Podschus?U.J?of?SocietyAmerican，1990，7(2)：206-210)；1998年Lisa?B.Aberle等提出的3D互相關法(Aberle?L?B，Hulstede?P，Wiegand?S，et?al.Appl?Opt，1998，37(27)：6511-6523)等.但這類方法共同的困難在于：由于兩束散射波矢的誤差必須小于λ/10，而在實際操作中這樣的準確度是很難達到的，因此互相關光譜目前還很難得到應用。

1988年D.J.Pine等提出了一種通過測量入射光在顆粒體系間多次散射后的光強變化，得到體系的自相關函數，進而得到顆粒的粒徑信息的方法-擴散波譜法(Diffusing?Wave?Spectroscopy，DWS)(Pine?D?J，Weitz?D?A，Chaikin?P?M，et?al.Physical?Review?Letters，1988，30(12)：1134-1137)，由于這種方法要求入射光在顆粒系間充分地散射，因此只適用于超高濃度溶液顆粒的測量，此外其原理和相應的實驗裝置也都過于復雜。2002年，Scheffold改進了DWS方法，提出了后向式擴散波譜法(Backscattering?DWS，BDWS)(Scheffold?F.J?of?Dispersion?Science?and?Technology，2002，23(5)：591-599)，這種方法雖然簡化了實驗裝置并擴大了測量溶液的濃度范圍，但由于在后向散射信號中存在大量的單散射信號，導致測量誤差較大。2005年，Navabpour等提出了前向擴散波譜法(Transmission?DWS，TDWS)(Navabpour?P，Rega?C，Lloyd?C?J，er?al.Colloid?Polym?Sci.2005，283(9)：1025-1032)，這種方法雖然提高了測量準確度，但總的來說擴散波譜法的算法較復雜并且只適用于超高濃度溶液的顆粒測量，因此仍處于實驗研究階段。上述這些方法在具體實現上存在個別技術難點，或成本相對也較高。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于提出一種高濃度溶液中納米顆粒粒徑動態光散射測量的裝置。

本實用新型公開了一種納米顆粒粒徑的檢測裝置，其特征在于其由激光器、光纖耦合器、干涉儀、光電倍增管、光譜分析儀、計算機、準直聚焦透鏡組、樣品池和光纖組成，其中激光器、光電倍增管、干涉儀和準直聚焦透鏡組(通過光纖與光纖耦合器橋接；光電倍增管、光譜分析儀、計算機通過電纜依次連接。

本實用新型的原理是用一個光纖耦合器將二極管激光器發出的低相干光分成兩束光分別傳輸給干涉儀和樣品池，當從樣品池返回的單次散射光和從干涉儀返回的反射光光程在光源的相干長度內時兩束光在光纖耦合器內發生干涉，通過光譜分析儀處理干涉光信號從而測量出納米顆粒粒徑。本實用新型發光二極管提供低相干光；光纖耦合器將發光二極管的出射光等分給樣品光纖和參考光纖，同時也將從樣品光纖和參考光纖返回的光傳輸給光電倍增管；干涉儀確定光程長度；光電倍增管將光信號轉換為電信號；光譜分析儀測量光電流的功率譜分布；準直聚焦透鏡組將樣品光纖傳輸的光準直聚焦到樣品池。

在一實施例中，所述激光器為中心波長為600nm的二極管激光器。