專利名稱：高性能激光粒度分析儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于光學儀器的技術領域，特別涉及一種利用激光散射測量微粒直徑的高性能激光粒度分析儀。
背景技術：
許多工業(yè)生產領域的半成品或成品通常呈現(xiàn)粉未狀，粉未的顆粒粒徑大小是生產控制中最基本的參數(shù)，粒度及其分布的測試是生產與一項重要的測試項目。目前常用的測試方法有沉降法。篩析法、顯微鏡法和激光粒度分析法，其中后者測試速度快、重復性好、應用范圍廣，并可以實現(xiàn)快速測試，正逐漸得到廣泛的應用。激光粒度分析法采用全量程米氏散射理論，充分考慮到被測顆粒和分散介質的折射率等光學性質，根據(jù)大小不同的顆粒在各角度上散射光強的變化反演出顆粒群的粒度分布數(shù)據(jù)。顆粒測試的數(shù)據(jù)計算一般分為無約束擬合反演和有約束擬合反演兩種方法。有約束擬合反演在計算前假設顆粒群符合某種分布規(guī)律，再根據(jù)該規(guī)律反演出粒度分布。這種運算相對比較簡單，但由于事先的假設與實際情況之間不可避免會存在偏差，從而有約束擬合計算出的測試數(shù)據(jù)不能真實反映顆粒群的實際粒度分布。但目前國內外的激光粒度儀，如公開號為2195091的中國專利，公開號為2581978 的中國專利，測量時，需要根據(jù)不同粒徑的樣品，樣品窗左右移動，才能進行準確的測量。但由于樣品移動的不確定性，造成同樣的樣品在不同的位置，其測量的粒徑不同，造成測量精度低。另一方面，由于激光照射微粒后，散射光向四周發(fā)散，但目前的激光粒度儀，一般在樣品窗的后側放置探測器，對四周散射的光，無法進行測量，造成測量的誤差。中國專利公開號為觀7017的激光粒度分析儀，將樣品窗固定不動，增加輔助探測器個數(shù)和角度，增大了測量范圍和精度，解決了上述難題。但還有一些不足之處在于一是在安裝過程或強烈振動或長期使用后，擴束鏡與傅立葉變換鏡之間需要進行調節(jié)，以使它們更好地聚焦。二是由于它們之間沒有固定在一起，有部分外部光線進入，影響了光線的準確性和單一性。三是由于它們之間分開放置，光路不穩(wěn)定，安裝不方便，容易造成安裝或調節(jié)誤差。四是輔助探測器個數(shù)還不夠多，角度還不夠大，使得測量范圍還不夠大。五是樣品窗通常采用導向螺釘固定，安裝和拆卸比較麻煩，使用和清洗很不方便。
發(fā)明內容為解決以上技術上的不足，本實用新型提供了一種高性能激光粒度分析儀，它安裝方便，測量準確性高。本實用新型是通過以下措施實現(xiàn)的本實用新型的一種高性能激光粒度分析儀，包括激光器、平面反射鏡、擴束鏡、傅立葉變換透鏡、光電池陣列、光學導軌、樣品窗、循環(huán)泵、電磁閥以及位于樣品窗的一側的1(Γ70個輔助探測器，樣品窗通過固定座固定在傅立葉變化換透鏡與光電池
3陣列之間的匯聚光路上，擴束鏡與傅立葉變換透鏡通過一密封的外殼固定在一起，所述固定座包括前側面設置有卡槽的支架，所述卡槽內上下兩端分別設置有樣品窗上導軌和樣品窗下導軌，所述支架上端設置有連接在樣品窗上導軌上的導向螺釘以及轉動時可推動樣品窗上導軌和導向螺釘上下移動的樣品窗鎖，導向螺釘上套有彈簧，樣品窗設置在樣品窗上導軌和樣品窗下導軌之間，支架側壁中間設置有通孔。具體地，上述樣品窗鎖為兩個并均橫向設置在支架上，樣品窗鎖的前部為凸輪結構并抵在樣品窗上導軌上方，樣品窗鎖的后部連接有鎖把。為了能夠讓樣品窗上導軌沿上下移動，上述導向螺釘為兩個并貫穿支架頂部垂直連接在樣品窗上導軌上。上述樣品窗上導軌和樣品窗下導軌中部均設置有與樣品窗相配合的通水孔，所述通水孔連接有通水管，實現(xiàn)被測溶液流入樣品窗中。本實用新型的有益效果是1.在安裝過程或長期使用后，擴束鏡與傅立葉變換鏡之間不需要進行調節(jié)，增加了光路的穩(wěn)定性，使用方便。2.避免了外部光線進入，提高了測量的準確性。3.安裝方便，避免了安裝或調節(jié)誤差。4.擴大了測量范圍，提高了測量精度。 5.樣品窗拆裝方便，轉動樣品窗鎖就可以實現(xiàn)樣品窗的鎖定，便于使用。
圖1為本實用新型的結構示意圖。圖2為本實用新型的樣品窗固定座部分打開狀態(tài)結構示意圖。圖3為本實用新型的樣品窗固定座部分關閉狀態(tài)結構示意圖。圖4為樣品窗鎖的結構示意圖。圖中1激光器，2、3平面反射鏡，4擴束鏡，5傅立葉變換透鏡，6樣品窗，7光電池陣列，8輔助探測器，9外殼，10支架，11樣品窗下導軌，12樣品窗上導軌，13樣品窗鎖， 14彈簧，15導向螺釘，16鎖把。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的高精度激光粒度分析儀的結構，包括激光器1、平面反射鏡2、3、擴束鏡4、傅立葉變換透鏡5、光電池陣列7、光學導軌、固定在固定座上不動的樣品窗6、循環(huán)泵和電磁閥。樣品窗固定在傅立葉變化換透鏡與光電池陣列之間的匯聚光路上，樣品窗的一側布置有10-70個輔助探測器8，輔助探測器8分布在樣品窗0-175°C范圍內，從0至175°C為漸稀式分布。擴束鏡4與傅立葉變換透鏡5通過一密封的外殼9固定在一起，形成一組合鏡頭。組合鏡頭焦距為70-180毫米，孔徑為30-70毫米，光電池陣列7為硅材料光電二極管，光電池中心孔為50-150微米，光電池最內環(huán)為100-200微米，由內向外逐漸變大，寬度不規(guī)則環(huán)間距為20-1000微米，環(huán)數(shù)為30-70之間。輔助探測器大角度探測器，為單晶硅材料，轉換效率在>5%，暗電流為<60mA開路電壓>400mV、短路電流>2 mA、輸出電流>5 mA，輔助探測器8的形狀為圓環(huán)形、圓形、正方形、矩形或其他特殊形狀，探測器由兩根引出電極。固定座包括前側面設置有卡槽的支架10，卡槽內上下兩端分別設置有樣品窗上導軌12和樣品窗下導軌11，支架10上端設置有連接在樣品窗上導軌12上的導向螺釘15以及轉動時可推動樣品窗上導軌12和導向螺釘15上下移動的樣品窗鎖，導向螺釘15上套有彈簧14，樣品窗6設置在樣品窗上導軌12和樣品窗下導軌11之間，支架10側壁中間設置有通孑L。具體地，樣品窗鎖13為兩個并均橫向設置在支架10上，樣品窗鎖13的前部為凸輪結構并抵在樣品窗上導軌上方，樣品窗鎖的后部連接有鎖把。導向螺釘15為兩個并貫穿支架10頂部垂直連接在樣品窗上導軌12上。樣品窗上導軌12和樣品窗下導軌11中部均設置有與樣品窗6相配合的通水孔，通水孔連接有通水管。安裝樣品窗6時，將樣品窗6豎直放在樣品窗下導軌11上，轉動鎖把16，樣品窗鎖 13轉動，樣品窗鎖13前部的凸輪部分擠壓樣品窗上導軌12，因此樣品窗上導軌12向下移動，當鎖把16從豎直方向轉到水平方向時，樣品窗上導軌12和樣品窗下導軌11正好卡住樣品窗6。當鎖把16從水平方向轉到豎直方向時，樣品窗鎖13前部的凸輪部分轉動，由于受到導向螺釘15上的彈簧14作用，樣品窗上導軌12上升恢復原狀，此時樣品窗上導軌12 和樣品窗下導軌11的間距增大，就可以取下樣品窗6 了。本實用新型由于輔助探測器數(shù)目的增多和角度的合理選擇從而能夠提高分辨率， 普通的儀器雖然也有大角度輔助探測器，但是因為輔助探測器往往只有很少的幾個，所以分辨率無法有根本的提高。本實用新型的操作步驟如下倒入純凈介質，測量基準；停止循環(huán)，向樣品窗中加入樣品、開超聲分散、開循環(huán)， 讓樣品流經樣品窗，系統(tǒng)會自動計算顆粒的粒度分布。本實用新型的數(shù)據(jù)處理采用數(shù)字處理器，數(shù)據(jù)高速送到計算機處理，最后得出粒度分布。上述實施例所述是用以具體說明本專利，文中雖通過特定的術語進行說明，但不能以此限定本專利的保護范圍，熟悉此技術領域的人士可在了解本專利的精神與原則后對其進行變更或修改而達到等效目的，而此等效變更和修改，皆應涵蓋于權利要求范圍所界定范疇內。
權利要求1.一種高性能激光粒度分析儀，包括激光器、平面反射鏡、擴束鏡、傅立葉變換透鏡、光電池陣列、光學導軌、樣品窗、循環(huán)泵、電磁閥以及位于樣品窗的一側的1(Γ70個輔助探測器，樣品窗通過固定座固定在傅立葉變化換透鏡與光電池陣列之間的匯聚光路上，擴束鏡與傅立葉變換透鏡通過一密封的外殼固定在一起，其特征在于所述固定座包括前側面設置有卡槽的支架，所述卡槽內上下兩端分別設置有樣品窗上導軌和樣品窗下導軌，所述支架上端設置有連接在樣品窗上導軌上的導向螺釘以及轉動時可推動樣品窗上導軌和導向螺釘上下移動的樣品窗鎖，導向螺釘上套有彈簧，樣品窗設置在樣品窗上導軌和樣品窗下導軌之間，支架側壁中間設置有通孔。
2.根據(jù)權利要求1所述高性能激光粒度分析儀，其特征在于所述樣品窗鎖為兩個并均橫向設置在支架上，樣品窗鎖的前部為凸輪結構并抵在樣品窗上導軌上方，樣品窗鎖的后部連接有鎖把。
3.根據(jù)權利要求1所述高性能激光粒度分析儀，其特征在于所述導向螺釘為兩個并貫穿支架頂部垂直連接在樣品窗上導軌上。
4.根據(jù)權利要求1所述高性能激光粒度分析儀，其特征在于所述樣品窗上導軌和樣品窗下導軌中部均設置有與樣品窗相配合的通水孔，所述通水孔連接有通水管。
專利摘要本實用新型公開了一種高性能激光粒度分析儀，包括激光器、平面反射鏡、擴束鏡、傅立葉變換透鏡、光電池陣列、光學導軌、樣品窗、循環(huán)泵、電磁閥以及輔助探測器，樣品窗通過固定座固定，所述固定座包括前側面設置有卡槽的支架，所述卡槽內上下兩端分別設置有樣品窗上導軌和樣品窗下導軌，支架上端設置有連接在樣品窗上導軌上的導向螺釘以及轉動時可推動樣品窗上導軌和導向螺釘上下移動的樣品窗鎖，導向螺釘上套有彈簧，樣品窗設置在樣品窗上導軌和樣品窗下導軌之間，支架側壁中間設置有通孔。本實用新型的有益效果是增加了光路的穩(wěn)定性，提高了測量的準確性。樣品窗拆裝方便，轉動樣品窗鎖就可以實現(xiàn)樣品窗的鎖定，便于使用。
文檔編號G01N15/02GK201984010SQ201120049239
公開日2011年9月21日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權日2011年2月28日
發(fā)明者劉文賓 申請人:濟南潤之科技有限公司