[發明專利]一種光散射式粒子計數器及其粒徑分布算法

有效

• 申請號: 201310330725.2
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103575638A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 陳紅巖;宋熠金;沈紅源
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G01N15/14
• 分類號: G01N15/14;G01N15/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種光散射式粒子計數器，包括傳感器本體(1)、光路(2)、氣路(3)、光電轉換模塊(4)、前置放大電路(5)、主控板(6)、顯示器(7)、存儲模塊(8)，所述光路(2)包括激光光源(21)，所述激光光源(21)發出光束的前進方向依次設有準直透鏡組(22)、光闌(23)、光敏區(24)、光陷阱(25)；所述氣路(3)沿氣體的流動方向依次包括進氣管(31)、光敏區(24)、出氣管(33)、泵(34)；所述氣路(3)、光路(2)和光電轉換模塊(4)的軸線相交于光敏區(24)中心點，且兩兩垂直；所述光電轉換模塊(4)通過前置放大電路(5)與所述主控板(6)相連接，所述主控板(6)分別與所述顯示器(7)和所述存儲模塊(8)相連接，其特征在于：所述光陷阱(25)包括一光陷阱罩(251)并安裝于所述傳感器本體(1)上，并且與所述光闌(23)相對應，從而將所述光束引導入所述光陷阱(25)內，所述光陷阱(25)內設置有多個呈一定空間位置濾波片(252)，所述濾波片(252)共有N片，所述N為大于0的整數，所述濾波片(252)中第n-1濾波片(2521)與所述第n-1光束(211)呈銳角度，所述第n-1的濾波片(2521)吸收部分后引導剩下一部分第n光束(212)以銳角度射向第n濾波片(2522)，其中n為依次取為從2到N的整數。

2.根據權利要求1所述的光散射式粒子計數器，其特征在于：所述光陷阱罩(251)內壁涂有一吸收所述激光光譜的材料。

3.根據權利要求1所述的光散射式粒子計數器，其特征在于：所述銳角取為10～80度。

4.根據權利要求1所述的光散射式粒子計數器，其特征在于：所述光陷阱罩(251)底部內壁有一定的弧度。

5.根據權利要求1所述的光散射式粒子計數器，其特征在于：所述濾波片組共有4片濾波片，即N為4。

6.一種應用權利要求1所述光散射式粒子計數器的粒徑分布算法，其特征在于：所述

第一步：設定a、b為實數，c為整數，n為任意整數且n∈[1，c]，D_n為實數，所述光散射式粒子計數器的粒徑測量范圍[a，b]，分成c檔，第n檔的粒徑區間為[D_n，D_n+1]，設定每一檔的粒徑區間長度相等即D_n+1-D_n＝D_n-D_n-1，將粒徑為D_n和的標準單分散粒子群先后通入所述光散射式粒子計數器，對每種標準單分散粒子群對應的計數器輸離散電壓脈沖信號幅值進行分組數據記錄并將所有實驗數據去奇異值處理后得到其分布范圍[u_min，u_max]；

第二步，通過對所述第一步實驗數據的統計得到粒徑為D_n的標準單分散粒子群的電壓脈沖信號幅值概率分布曲線N(D_n，u，σ)，u和σ分別為粒徑為D_n的標準單分散粒子群電壓脈沖信號幅值的數學期望值和標準差；

第三步，根據標準單分散粒子群的電壓脈沖信號幅值概率分布曲線N(D_n，u，σ)，計算電壓脈沖信號幅值u_s對應的顆粒粒徑屬于第n檔的相對概率P₀(n，us)，P₀(n，us)等于第n檔區間內三種標準粒子其電壓脈沖信號幅值在區間[u_s-Δu，u_s+Δu]內的概率平均值，K為經驗值，可以取50～200；

第四步，所述u_s對應的粒子粒徑屬于第n檔的概率P(n,us)=]]>

P0(n,us)/Σn=1cP0(n,us),n=1,2...c;]]>

第五步，將所述P(n，us)作為顆粒計數值累加到第n檔。