[發(fā)明專利]一種液體顆粒計數(shù)檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510096664.7
• 申請日: 2015-03-05
• 公開（公告）號: CN104677788B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 孫吉勇;梁鳳飛;沈瑋棟;周大農(nóng);蘇玉芳
• 申請（專利權）人: 江蘇蘇凈集團有限公司
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02;G01N15/00
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務所有限公司32103
• 代理人: 孫仿衛(wèi),李艷

技術領域

本發(fā)明涉及一種液體顆粒計數(shù)檢測裝置及檢測方法。

背景技術

在現(xiàn)有技術中，液體顆粒計數(shù)器一般用于檢測液體中的微小固體顆粒污染物，它在醫(yī)藥，水質分析、油液清潔度檢測和半導體工藝控制等領域有著重要的應用。傳統(tǒng)的光學液體顆粒計數(shù)器都是基于光散射的原理。當一束光照射到液體中的微小顆粒物時，發(fā)生光散射，散射光強的大小和顆粒物的粒徑存在對應關系。這種基于散射光強的檢測方法，可以測出液體中顆粒物的大小，但是不能區(qū)分液體中顆粒物的特性。這使得傳統(tǒng)的液體顆粒計數(shù)器會將液體中存在的小氣泡也統(tǒng)計為顆粒污染物，使得測量結果發(fā)生偏差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種利用光學干涉原理對液體中的顆粒物進行檢測的檢測裝置及檢測方法。

為解決以上技術問題，本發(fā)明采取如下技術方案：

一種液體顆粒計數(shù)檢測裝置，所述的檢測裝置包括樣品池、光源、光譜檢測模塊，所述的樣品池設置有液體檢測通道、與所述的液體檢測通道相交叉連通的光纖槽，所述的光纖槽包括位于液體檢測通道一側的入射光纖槽和位于液體檢測通道另一側的出射光纖槽，所述的入射光纖槽內(nèi)設置有入射光纖，所述的出射光纖槽內(nèi)設置有出射光纖，所述的入射光纖的遠離所述液體檢測通道的一端與所述的光源相連接，；所述的出射光纖的遠離所述液體檢測通道的一端與所述的光譜檢測模塊相連接，所述光源發(fā)出的光線依次經(jīng)過入射光纖、液體檢測通道、出射光纖傳輸?shù)焦庾V檢測模塊形成檢測光路，所述的檢測光路與所述的液體檢測通道中流過的待測液體相交處形成顆粒檢測區(qū)域。

優(yōu)選地，所述的光纖槽與所述的液體檢測通道相互垂直相交。

優(yōu)選地，所述的光源為超輻射發(fā)光二極管。

優(yōu)選地，所述的入射光纖靠近液體檢測通道的一端的端面與液體檢測通道的側壁重合；所述的出射光纖靠近液體檢測通道的一端的端面與液體檢測通道的另一側壁重合，所述的入射光纖和出射光纖與液體檢測通道側壁相重合的端面相互平行。

優(yōu)選地，所述的入射光纖靠近液體檢測通道的一端的端面與所述的出射光纖靠近液體檢測通道的一端的端面鍍有多層介質反射膜。

優(yōu)選地，所述的液體檢測通道的兩端設置有與待測液體相連通的待測液體接口，所述的待測液體從液體檢測通道一端的待測液體接口流入，從另一端的待測液體接口流出。

本發(fā)明還提供一種液體顆粒計數(shù)檢測方法，將待測液體通過液體檢測通道，光源發(fā)出的光線通過入射光纖，經(jīng)過顆粒檢測區(qū)域、出射光纖，傳輸?shù)焦庾V檢測模塊，光線在入射光纖和出射光纖的兩端面之間發(fā)生多光束干涉，光譜檢測模塊得到透射光的光強光譜，當待測液體中有顆粒或氣泡通過顆粒檢測區(qū)域時，引起光線經(jīng)過顆粒檢測區(qū)域的有效光程發(fā)生改變，從而導致光譜檢測模塊檢測到的光強光譜發(fā)生變化，根據(jù)光強光譜的變化的次數(shù)確定通過顆粒檢測區(qū)域的顆粒和氣泡的數(shù)量。

優(yōu)選地，所述的光譜檢測模塊顯示光強分布為

（1）

其中，（1）式中I₀(λ)為入射光源的光譜分布，R為光纖端面的反射率，λ為工作波長，l為所述的入射光纖和出射光纖相鄰兩端面之間的距離，n為液體介質的折射率，

當待測液體有顆粒或氣泡通過檢測區(qū)域的時，光譜檢測模塊顯示干涉光強分布表示為：

（2）

（2）式中n’為液體中微小顆粒的折射率，d為粒徑，

當顆粒或氣泡通過檢測區(qū)域的時候，透射光的干涉光強分布發(fā)生了變化，

當干涉光強的變化頻率增大，通過檢測區(qū)域的為顆粒；當干涉光強的變化頻率變小，通過檢測區(qū)域的為氣泡，剔除氣泡對測試結果的影響，根據(jù)變化頻率增大的次數(shù)確定通過顆粒檢測區(qū)域的顆粒數(shù)量。

優(yōu)選地，對透射光的光強的光譜分布進行傅立葉變換，求出透射光光強的頻率變化，從而求出顆粒的粒徑和折射率。

由于以上技術方案的采用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點：

本發(fā)明所述的檢測方法不但能夠檢測液體中微小顆粒的數(shù)量，還能剔除氣泡對測試結果的影響，根據(jù)變化頻率增大的次數(shù)確定通過微粒檢測區(qū)域的顆粒數(shù)量。根據(jù)光強光譜的變化，求出透射光光強的頻率變化，從而求出顆粒的粒徑和折射率。

附圖說明

圖1為液體顆粒計數(shù)檢測裝置的結構示意圖；

圖2a為當液體介質為水，沒有顆粒通過時的透射光的干涉光強分布圖；

圖2b為當液體介質為水，有折射率為1.5直徑為50微米的顆粒通過檢測區(qū)域時的干涉光強分布圖；