[發(fā)明專利]一種激光粒度儀對中調(diào)整方法及機構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711251505.5
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN107991209B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黨博石;劉英
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02;G01N21/47;G01N21/01
• 代理公司: 深圳市科進知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

本發(fā)明提供激光粒度儀對中調(diào)整機構(gòu)，包括用于發(fā)出激光束的激光器、用于為激光束準直的準直擴束系統(tǒng)、用于承載測試樣品的樣品循環(huán)系統(tǒng)、傅立葉透鏡及散射探測器，散射探測器上對應(yīng)傅立葉透鏡焦點的位置設(shè)有鏤空通孔，在散射探測器背離傅立葉透鏡的一側(cè)設(shè)有單點探測器，由激光器發(fā)出的激光束經(jīng)過準直擴束系統(tǒng)后變成平行光束，再經(jīng)過樣品循環(huán)系統(tǒng)及傅立葉透鏡后聚焦在散射探測器所處平面，當無測試樣品時調(diào)整散射探測器的位置使得平行光束經(jīng)過傅立葉透鏡聚焦后通過鏤空通孔，再調(diào)整單點探測器的位置使得輸出信號最大，利用散射探測器上設(shè)置鏤空通孔和單點探測器進行光路的對準，實現(xiàn)整個機構(gòu)的對中，本發(fā)明還提供了激光粒度儀對中調(diào)整方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種激光粒度儀對中調(diào)整方法及機構(gòu)。

背景技術(shù)

激光粒度儀是專指通過顆粒的衍射或散射光的空間分布(散射譜)來分析顆粒大小的儀器。激光粒度儀是根據(jù)顆粒能使激光產(chǎn)生散射這一物理現(xiàn)象測試粒度分布的。其具體工作原理如下：由于激光具有很好的單色性和極強的方向性，所以一束平行的激光在沒有阻礙的無限空間中將會照射到無限遠的地方，并且在傳播過程中很少有發(fā)散的現(xiàn)象。

當光束遇到顆粒阻擋時，一部分光將發(fā)生散射現(xiàn)象。散射光的傳播方向?qū)⑴c主光束的傳播方向形成一個夾角θ。散射理論和實驗結(jié)果都告訴我們，散射角θ的大小與顆粒的大小有關(guān)，顆粒越大，產(chǎn)生的散射光的θ角就越小；顆粒越小，產(chǎn)生的散射光的θ角就越大。與此同時，散射光的強度代表該粒徑顆粒的數(shù)量。這樣，在不同的角度上測量散射光的強度，就可以得到樣品的粒度分布了。

激光粒度儀作為一種新型的粒度測試儀器，已經(jīng)在建材、化工、冶金、能源、食品、電子、地質(zhì)、軍工、航空航天、機械、高校、實驗室，研究機構(gòu)等加工、應(yīng)用與研究領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。它的特點是測試速度快、測試范圍寬、重復性和真實性好、操作簡便等，但由于激光粒度儀主要測量的是顆粒散射光的角度和強度，為此，要求儀器中所有元部件的光軸必須與主光軸一致，對于激光粒度儀裝置機械對中裝調(diào)是一個比較繁瑣的操作。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種激光粒度儀對中調(diào)整方法及機構(gòu)，利用散射探測器上設(shè)置鏤空通孔和單點探測器進行光路的對準，實現(xiàn)整個機構(gòu)的對中，操作簡便。

第一方面，本發(fā)明提供一種激光粒度儀對中調(diào)整機構(gòu)，包括：用于發(fā)出激光束的激光器、用于為所述激光束準直的準直擴束系統(tǒng)、用于承載測試樣品的樣品循環(huán)系統(tǒng)、傅立葉透鏡及散射探測器，所述散射探測器上對應(yīng)所述傅立葉透鏡焦點的位置設(shè)有鏤空通孔，在所述散射探測器背離所述傅立葉透鏡的一側(cè)設(shè)有單點探測器，所述單點探測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)過所述準直擴束系統(tǒng)后變成平行光束，所述平行光束經(jīng)過所述樣品循環(huán)系統(tǒng)及所述傅立葉透鏡后聚焦在所述散射探測器所處平面，當所述樣品循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)無測試樣品時調(diào)整所述散射探測器的位置使得所述平行光束經(jīng)過所述傅立葉透鏡聚焦后通過所述鏤空通孔，再調(diào)整所述單點探測器的位置使得輸出信號最大。

可選地，所述準直擴束系統(tǒng)包括會聚透鏡、空間濾波器以及準直透鏡，所述激光器發(fā)出的激光束經(jīng)過所述會聚透鏡后聚焦，在焦點位置設(shè)置所述空間濾波器，經(jīng)過所述空間濾波器將高階散射光進行濾除通過呈發(fā)散光束的低頻激光束，所述低頻激光束經(jīng)過所述準直透鏡后形成平行光束。

可選地，所述樣品循環(huán)系統(tǒng)包括進料組件、出料組件以及樣品池，所述進料組件、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料組件及所述出料組件之間。

可選地，所述散射探測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器的中心，所述鏤空通孔的圓心與所述圓心圓環(huán)的圓心重合。

可選地，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器和所述單點探測器之間，通過所述鏤空通孔的光線照射在所述分光棱鏡處分成兩束，其中一束投射后由所述單點探測器接收，另一束反射至所述電子顯微鏡進行實時觀測。