[發明專利]一種基于探測器陣列的流式顆粒物測量儀

有效

• 申請號: 201410242630.X
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN104345018B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 秦少平;溫新竹;王雅娜
• 申請（專利權）人: 秦少平
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種流體顆粒物檢測領域，一種基于探測器陣列的流式顆粒物測量儀是檢測液體中不同粒徑的顆粒物的數量的裝置，主要用于水體、油液、藥液中微小不溶性顆粒物數量的檢測；本發明的技術方案包含采用光阻法檢測粒子的數量，采用光電二極管探測器陣列將光學敏感區分成多個不同的子區域，二極管探測器陣列的每個單元對應一個狹小的子光學敏感區域，從而提高不溶性粒子的粒度查出限。一種基于探測器陣列的流式顆粒物測量儀中的光源發射平行光照射在光電探測器陣列上，子光電轉換電路將其轉化成相應子區域的透射光強強度，由探測器單元選通裝置進入多路比較通道，通過多路比較器進入對應的計數器，從而實現粒子計數。

技術領域

本發明屬于顆粒物檢測領域，涉及水體、油液、藥液中微小不溶性顆粒物數量的檢測，尤其應用于藥液中的不同粒徑范圍內的不溶性顆粒物的統計檢測。

背景技術

對液體中顆粒物測量通常根據粒子特性采用間接測量的方法，其方法主要有沉降法、庫爾特電阻法、光阻法、光散射法、光衍射法。

沉降法根據懸浮液的濃度隨時間的變化而測的顆粒的大小；庫爾特電阻法根據粒子改變電極電阻的方式來測量顆粒的大小；光阻法、光散射法、光衍射法分別根據粒子對光源的遮擋面積、散射、衍射而測量顆粒的大小。

光阻法是根據粒子對透過光敏區的平行光的遮光來計算的，粒子尺寸越大，對光敏區平行光的遮光越大，到達探測器的光強越小；粒子尺寸越小，對光敏區平行光的遮光越小，到達探測器的光強越大，有粒子遮光和無粒子遮光時平行光照射到探測器上引起的光強的差值反映了粒子的大小，當粒子尺寸非常小時，其差值不足以被后部電路所區分，這時就決定了光阻法的粒度的檢出限；例如光敏區的尺寸是1000umx400um時，粒子是圓形且尺寸是10um，無遮光時平行光照射在探測器上，通過后面的放大電路的電壓是4V，則粒子引起的遮光為10umX10um/1000umX400um＝1/4000，粒子遮光引起的光強變化是1mV，通過后部分的比較電路可以區分開，當粒子尺寸小于10um的檢出限時，粒子遮光引起的光強變化小于1mV，探測電路將不能區分。

為了能分辨更小的粒子、達到更小的檢出限并對其進行計數，各個專利對其進行了較多的工作，專利CN101029863A采用光阻法，使用線陣CCD探測經過液體后的平行光，由于CCD像元的微小尺寸提高顆粒物的檢出尺寸并計數，通常的CCD像元為14um，CCD像元灰度值為256，能探測到的顆粒物大小為1um；專利CN101105438A采用光纖錐作為傳輸介質，將透過光敏區的平行光用光纖傳光，每個光纖對應一個狹小的光敏區區域，并用CCD相機對透過光纖錐、經過光纖隔離的光成像，從而提高顆粒物的檢出限；如專利CN102608072A采用散射法，用擋光片遮擋透射光，在擋光片后用透鏡收集散射光，檢測經過粒子散射的光而計算粒子大小并計數，在2um尺度范圍內的散射光強與粒徑成線性關系，由于光波長對粒子的衍射效應，隨著顆粒物的增大，散射光強與粒徑不再成線性關系從而限制了大尺寸顆粒物的測量。

通過CCD(或者CMOS)探測器解決方式，當粒子尺寸達到幾個像元尺寸時，圖像分辨較復雜，而且CCD探測電路的反應速度有一定的限制，為達到更快的檢測速度、更高的粒子尺寸檢出限，本專利采用光電二極管探測器陣列的方式將光學敏感區域劃分成若干個子光學敏感區域，每個光電二極管探測器單元對應一個子光學敏感區域，處在相應子光學敏感區的粒子遮光只影響相應的探測器單元，在算法上減小了光學敏感區的面積，從而提高了系統的粒度檢出限。

發明內容

該發明專利采用光阻法測量透過光敏區域的平行光的遮光光強來計算粒子尺寸，通過光電探測器陣列17將光學敏感區域劃成為若干個子光學敏感區域，每個子光學敏感區對應相應的光電探測器單元，從而在算法上減小光學敏感區域，提高系統的粒子尺寸檢 出限。