[發(fā)明專(zhuān)利]一種激光粒度儀對(duì)中調(diào)整方法及機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711251505.5
• 申請(qǐng)日: 2017-12-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107991209B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黨博石;劉英
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01N15/02
• 分類(lèi)號(hào): G01N15/02;G01N21/47;G01N21/01
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

1.一種激光粒度儀對(duì)中調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括：用于發(fā)出激光束的激光器、用于為所述激光束準(zhǔn)直的準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)、用于承載測(cè)試樣品的樣品循環(huán)系統(tǒng)、傅立葉透鏡及散射探測(cè)器，所述散射探測(cè)器上對(duì)應(yīng)所述傅立葉透鏡焦點(diǎn)的位置設(shè)有鏤空通孔，在所述散射探測(cè)器背離所述傅立葉透鏡的一側(cè)設(shè)有單點(diǎn)探測(cè)器，所述單點(diǎn)探測(cè)器的接收方向與所述鏤空通孔的中心線共線，由所述激光器發(fā)出的激光束經(jīng)過(guò)所述準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)后變成平行光束，所述平行光束經(jīng)過(guò)所述樣品循環(huán)系統(tǒng)及所述傅立葉透鏡后聚焦在所述散射探測(cè)器所處平面，當(dāng)所述樣品循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)無(wú)測(cè)試樣品時(shí)調(diào)整所述散射探測(cè)器的位置使得所述平行光束經(jīng)過(guò)所述傅立葉透鏡聚焦后通過(guò)所述鏤空通孔，再調(diào)整所述單點(diǎn)探測(cè)器的位置使得輸出信號(hào)最大；

還包括分光棱鏡及電子顯微鏡，所述分光棱鏡位于所述散射探測(cè)器和所述單點(diǎn)探測(cè)器之間，通過(guò)所述鏤空通孔的光線照射在所述分光棱鏡處分成兩束，其中一束透射后由所述單點(diǎn)探測(cè)器接收，另一束反射至所述電子顯微鏡進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)；

所述散射探測(cè)器具有一組同心圓環(huán)排布的硅光電二極管陣列，所述鏤空通孔位于所述散射探測(cè)器的中心，所述鏤空通孔的圓心與所述同心圓環(huán)的圓心重合；

所述單點(diǎn)探測(cè)器采用光電二極管。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光粒度儀對(duì)中調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)包括會(huì)聚透鏡、空間濾波器以及準(zhǔn)直透鏡，所述激光器發(fā)出的激光束經(jīng)過(guò)所述會(huì)聚透鏡后聚焦，在焦點(diǎn)位置設(shè)置所述空間濾波器，經(jīng)過(guò)所述空間濾波器將高階散射光進(jìn)行濾除通過(guò)呈發(fā)散光束的低頻激光束，所述低頻激光束經(jīng)過(guò)所述準(zhǔn)直透鏡后形成平行光束。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光粒度儀對(duì)中調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述樣品循環(huán)系統(tǒng)包括進(jìn)料組件、出料組件以及樣品池，所述進(jìn)料組件、所述出料組件以及所述樣品池的排布方向與所述激光束的光路方向垂直，所述樣品池位于所述進(jìn)料組件及所述出料組件之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光粒度儀對(duì)中調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征在于，還包括上位機(jī)，所述單點(diǎn)探測(cè)器、所述散射探測(cè)器分別與所述上位機(jī)電性連接，所述單點(diǎn)探測(cè)器將接收到的光信號(hào)傳輸至所述上位機(jī)，所述上位機(jī)根據(jù)所述光信號(hào)確定透射光強(qiáng)、分析測(cè)試樣品的濃度以及控制所述激光器的輸出光強(qiáng)；

所述探測(cè)器在所述樣品循環(huán)系統(tǒng)中有測(cè)試樣品時(shí)接收到散射能量并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)采集處理后得到數(shù)字圖像，所述上位機(jī)對(duì)所述數(shù)字圖像進(jìn)行反演算法計(jì)算得到粒度分布。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光粒度儀對(duì)中調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述激光器為單色激光器。

6.一種激光粒度儀對(duì)中調(diào)整方法，其特征在于，應(yīng)用于權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的激光粒度儀對(duì)中調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述方法包括：

由激光器發(fā)出的激光束經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)后變成平行光束；

所述平行光束照射在樣品循環(huán)系統(tǒng)及傅立葉透鏡聚焦在散射探測(cè)器所處平面；

當(dāng)所述樣品循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)無(wú)測(cè)試樣品時(shí)調(diào)整所述散射探測(cè)器的位置使得聚焦光斑穿過(guò)所述散射探測(cè)器上的鏤空通孔，直至與所述鏤空通孔共線的單點(diǎn)探測(cè)器輸出的信號(hào)能量達(dá)到極值時(shí)停止調(diào)整所述散射探測(cè)器的位置；通過(guò)電子顯微鏡實(shí)時(shí)觀測(cè)透過(guò)所熟識(shí)鏤空通孔的光斑中心，調(diào)整所述散射探測(cè)器的位置直至所述光斑中心與所述鏤空通孔的圓心重合后停止；

調(diào)整所述單點(diǎn)探測(cè)器的位置直至輸出的信號(hào)最大化時(shí)停止。