[實用新型]一種激光粒度儀

無效

• 申請號: 201020163606.4
• 申請日: 2010-04-13
• 公開（公告）號: CN201773057U
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: 張福根
• 申請（專利權）人: 張福根
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 李雙皓

技術領域

本實用新型涉及一種粉體粒度測量的儀器，尤其涉及一種新型的激光粒度測量儀器。

背景技術

激光粒度儀已經成為目前最流行的粉體粒度測量儀器。現有技術中的激光粒度儀，沿著光路前進的方向，通常依次包括：一激光管，用以產生激光；一顯微物鏡，用以聚焦激光束；一針孔裝置，處于顯微物鏡的焦點上，用以過濾光波的空間高頻分量；一準直鏡或會聚透鏡，將光束變成截面有一定大小(典型值為直徑10mm)的平行光或會聚光(前述激光管、顯微物鏡、針孔、透鏡組成“光發射裝置”)；一樣品池，用以盛放被測粉體樣品，要求樣品顆粒處于完全分散狀態，懸浮在池內的液體介質中，池的兩個對面上鑲有測量窗口玻璃，以便讓入射光射到被測顆粒上，同時讓散射光出射，通常玻璃與入射光(的中心光線或主軸)垂直；如果入射光是平行光，則樣品池后有一個或多個富里葉透鏡，將被顆粒散射的光線聚焦；一組探測器，由多個測量單元組成，一般來說，中心的若干個探測器是環形探測器，當樣品池內沒有被測顆粒時，入射光全部聚焦到環形探測器的中心，當樣品池內有樣品顆粒時，就會產生散射光，它們將被聚焦到探測器的各單元上；一數據分析和輸出裝置，通常為計算機，用以分析散射光能分布數據，得出被測樣品的粒度分布結果。

激光粒度儀是基于光波在行進中遇到微小顆粒時會發生散射(小角度時又稱為衍射)，并且顆粒越小，散射角越大的原理測量顆粒大小的。顯然，儀器能測量的散射角越大，則儀器對顆粒直徑的測量下限就越小，因此儀器的量程就越寬。當儀器用來測量固體粉末時，粉末樣品通常都要分散在液體介質中，粉末顆粒與液體的混合液動態地(以防止顆粒下沉)盛在樣品池(如附圖1)內。樣品池的兩個端面上裝有兩塊相互平行的平板玻璃2和4作為測量窗口，入射光垂直于玻璃平面，作為入射光的激光束1和攜帶顆粒大小及其含量信息的散射光5分別從窗口入射和出射。由于全反射現象的存在，太大的散射光不能從窗口出射，從而限制了儀器的測量下限。以最常用的測量介質——水為例，當入射光1沿著光軸8方向進入樣品池，照射到被測顆粒3上，若光線6的散射角達到48.8°，則該光線7出射到空氣中時，出射角達到90°。換言之，48.8°就是儀器能接收的最大散射角(在水介質中)。該散射角對應的測量下限約為0.2μm(設光的波長為632.8nm)。在前向散射結構下，這一數值就是激光粒度儀的測量極限。

為了突破全反射的限制，有的制造商提出了雙光束結構的粒度儀，如附圖2所示，即用平行于光軸9的入射光束10測量較大的顆粒，對應的散射角較小，而用另一束與光軸9有一定夾角的光束11入射到樣品池中，測量較小的顆粒。這種方案的缺點是光學結構比較復雜，且兩束不同的入射光產生的散射光的數據在結合部的拼接是個棘手的問題。

發明內容

為了克服現有激光粒度儀技術的不足，本實用新型的目的在于：提供一種新型的激光粒度儀，可以有效突破窗口玻璃全反射對大角散射光出射的限制，使散射角從0°到180°的散射光全部能夠出射到空氣中，被探測器所接收，從而有效地改善了微米以下顆粒的粒度測量效果，從而顯著改善了激光粒度儀在1微米以下的測量效果。

本實用新型是通過以下技術方案來實現的：

一種激光粒度儀，包括有：用以發射激光束的光發射裝置、盛放待測樣品的樣品池、探測裝置以及用以分析散射光能分布數據并得出被測樣品的粒度分布結果的數據分析和輸出設備；所述樣品池放置有入射窗口玻璃和出射窗口玻璃，入射窗口玻璃和出射窗口玻璃之間間隔有距離，入射窗口玻璃和出射窗口玻璃相互平行；所述光發射裝置發射的激光束照射在入射窗口玻璃上；所述盛放待測樣品的樣品池放置在儀器的檢測區域內；所述入射窗口玻璃和出射窗口玻璃的法線與光發射裝置的主光軸之間有一個傾斜角；所述光發射裝置是只發出一束激光束的裝置；探測裝置包括有一個以上的前向探測器和一個以上的后向探測器，所述前向探測器置于光發射裝置的主光軸的上方，后向探測器置于光發射裝置的主光軸的下方。

所述光發射裝置是能發出垂直于散射面的偏振激光束的裝置。

所述傾斜角的角度范圍是0°到90°。

本實用新型的有益效果如下：