[發明專利]一種粉末物質的測量裝置和測量方法

有效

• 申請號: 201710118569.1
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106769702B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 段書凱;王麗丹;孫衛偉
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00
• 代理公司: 北京華識知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 趙永強

技術領域

本發明涉及物質測量技術領域，具體為一種針對粉末物質的測量裝置和測量方法。

背景技術

在化工生產、環境監測、食品檢驗等眾多領域，需要對物質的成分進行檢測。常規的物質成分檢測方法分成化學分析法和物理分析法，其中化學分析法需要用到專業的儀器和試劑，因此只能由專業檢測人員在實驗室內進行操作，其檢測步驟復雜、耗時較長。

近些年，針對物質檢測的物理分析法得到了較大程度的發展，特別是在利用光學原理對物質進行檢測方面。

專利CN1424569公開了一種干燥顆粒粒度分布測試設備和方法，其是將分散的初級尺寸粉末和顆粒試樣供給到其中有氣流流過的流槽中，流槽用激光束照射，試樣的顆粒粒度分布在探測由試樣引起的散射光或/衍射光的基礎上測定。該設備的結構較復雜，涉及到氣流的引入，而很難對氣流保持穩定的控制，試驗的數據不夠精準。

專利CN205719878公開了一種便攜式多功能激光測塵儀，其包括激光發射裝置、消散裝置、散射光收集器、光電接收器、微處理器、液晶顯示器和抽氣泵等裝置，其中粉塵粒子經激光照射后產生空間漫反射，光電接收器將其轉換成相應的電信號，并將電信號轉換處理后向外輸出。該儀器只能用于氣體的測量，無法用于粉末物質的測量。

專利CN102495042公開了一種粉末混合物的拉曼光譜準確定量分析方法，其采用雙校正策略建立拉曼光譜校正模型，把拉曼光譜光學系統參數和樣本物理性質變化的拉曼光譜貢獻從樣本的總拉曼光譜強度中分離出來，實現對粉末樣本中目標組分的定量分析。

專利CN102788771公開了一種基于激光誘導擊穿光譜的粉狀物質元素含量測量方法，該方法是將粉末置于透明的玻璃托盤上，激光透過玻璃托盤聚集在粉末底層并產生等離子體，等離子體發出的輻射光信號透過玻璃托盤，被玻璃托盤下方的采集透鏡手機，并通過光纖傳輸到光譜儀進行分析。該發明僅可用于物質中化學元素的測量，不能測量物質的成分，且其測量數據會受到粉末堆放情況的影響，測量的可重復性不高。

專利CN103983618公開了一種激光誘導擊穿光譜檢測粉末樣品的前處理方法，其是關于LIBS(Laser Induced Breakdown Spectroscopy)中對粉末樣品進行壓片處理，提出了對有機粘合劑的改進，采用這種方式對粉末進行測量的前處理較繁瑣，成本高。

因此，上述現有的用于粉末物質的測量裝置都存在一些缺陷，如結構復雜、操作不夠方便、測量精準性不高。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明提供一種結構簡單、操作方便、精準度高的粉末物質的測量裝置和測量方法。

本發明所述的粉末物質的測量裝置，包括測量箱、振動機構和安裝于測量箱內的激光發生裝置、投料機構和光采集裝置，所述測量箱包括箱體和蓋合在箱體上的的箱蓋，所述投料機構內存放有待測的粉末物質，該投放機構下部的投放口處設有控制該投放口開閉的閥，所述振動機構設置在測量箱底部，所述振動機構用于驅動該測量箱振動，使所述投料機構內的粉末由投放口向下流入箱體內部所形成的測量室內，所述激光發生裝置和光采集裝置設在所述測量室內，激光發生裝置產生的激光射向下落過程中粉末所形成的粉末簾柱，所述光采集裝置收集照射后的光信號，并將其轉換為電信號向外輸出。

優選的，沿所述激光照射方向等間距間隔布置有多個投料機構，所述投料機構包括存料桶，所述存料桶的下部連通豎直方向的投放口，在各投放口處設置電磁閥。

優選的，所述各投料機構的投放口的口徑不同。

優選的，在所述箱體上部敞口處設有水平的安裝板，所述各投料機構安裝所述安裝板上。

優選的，所述箱體底部設有用于收集粉末的收料抽屜。

優選的，在所述測量室內壁上設有用于光學儀器清理鏡面的清理刷，所述清理刷包括刷柄以及分別設在刷柄前端和后端的刷頭和滾輪，所述刷柄中部通過轉軸可轉動安裝在測量室內壁上，在轉軸上套裝有作用于刷柄的回位扭簧，所述收料抽屜側邊的頂部設有凸起的撥塊，當所述收料抽屜推入或抽出時，所述撥塊與滾輪接觸配合，帶動所述刷柄擺動。

優選的，所述激光發生裝置的出射口處設有聚光透鏡。

優選的，所述光采集裝置為光敏二極管或光譜儀。

一種利用上述測量裝置的粉末物質測量方法，包括如下步驟：

a)準備性質已知的多份樣本粉末；