[發明專利]一種納米顆粒溶液濃度測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201210142861.4
• 申請日: 2012-05-09
• 公開（公告）號: CN102636422A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 楊暉;楊海馬;孔平;鄭剛
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

1.一種納米顆粒溶液濃度測量裝置，其特征在于，包括激光器、中間有小孔的反射鏡、透鏡、孔徑光闌、樣品池、光電檢測器，激光器發射出的激光通過中間有小孔的反射鏡，再經過由2個聚集透鏡和孔徑光闌組成的空間濾波裝置，由透鏡聚焦在樣品池內的顆粒溶液上，被激光束照射的樣品顆粒溶液產生的散射光再由入射聚焦透鏡收集后，通過空間濾波裝置，以及反射鏡的反射，最后由透鏡聚焦在光電倍增管上，由光電倍增管將光信號轉換成電信號，由數字相關器和微機進行分析運算。

2.利用權利要求1所述的納米顆粒溶液濃度測量裝置，其特征在于：

所述空間濾波裝置除用于濾除雜散光外，還用于限定散射體的體積，使得散射體內的顆粒數小于100個，用以引起自相關函數波動。

3.利用權利要求1所述的納米顆粒溶液濃度測量裝置的測量方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

1)用激光器作為光源，通過中間有小孔的反射鏡，由透鏡聚焦到盛有顆粒的樣品池內；

2)用光電倍增管作為光探測器以180度的散射角連續測量散射光信號；

3)光電探測器將測得的光信號轉換成TTL脈沖電壓信號，該脈沖信號的頻率變化反映散射光的光強波動；數字相關器根據脈沖信號計算出自相關函數；

4)調節孔徑光闌的小孔直徑，得到光滑平穩的散射光強自相關函數曲線，此時的自相關函數表達式為：

g¹(τ)＝1+exp(-2Dq²τ)???（1）

式中，為顆粒布朗運動強度的平移擴散系數，其中k_B為Boltzman常數；T為絕對溫度；η為溶液粘度；d為顆粒直徑；q為散射矢量；

5）減小孔徑光闌的小孔直徑，從而減小散射體的體積，當散射體內的平均顆粒數小于100時，原本光滑的散射光強自相關函數出現波動，這時的自相關函數表達式為：

g2(τ)=1+exp(-2Dq2τ)+γ1<N>(1+4Dτr2)-1(1+4Dτa2)-1/2---(2)]]>

式中，r為孔徑光闌直徑，a為孔徑的厚度，<N>為散射體內的顆粒數；

散射體的體積V為孔徑光闌的透過體積：

V＝πr²a????（3）

6)微機將式（2）減式（1）得到由于散射體內顆粒數波動引起的光強波動函數：

g3(τ)=γ1<N>(1+4Dτr2)-1(1+4Dτa2)-1/2---(4)]]>

結合式（3）得到所測溶液濃度C；