專利名稱：激光衍射式粒度分布測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于粒度分布測(cè)試的儀器。
在已有技術(shù)中，對(duì)微粒的粒度分布的測(cè)試，有的采用篩分法、有的采用沉降法、也有的采用激光衍射式粒度分布測(cè)試儀。對(duì)篩分法，由于受分樣篩目數(shù)的限制，在微粒粒徑小于500目時(shí)，其使用受到局限；對(duì)于沉降法，則操作和計(jì)算麻煩，測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)；對(duì)于目前采用的激光衍射式粒度分布測(cè)試儀，主要存在價(jià)格較高的問題。
本實(shí)用新型的任務(wù)是提供一種用于微粒的粒度分布測(cè)試的激光衍射式粒度分布測(cè)試儀。采用這種激光衍射式粒度分布測(cè)試儀時(shí)，在3－5分鐘就快速的測(cè)出分別以體積、面積、直徑為基準(zhǔn)的粒度分布、累積50％粒徑、比表面積、平均粒徑。其測(cè)量粒徑下限可達(dá)0.7μm。當(dāng)配上供粉系統(tǒng)和分散裝置后可直接對(duì)干的粉末樣品進(jìn)行粒度分布測(cè)試。
本實(shí)用型提供的這種激光衍射式粒度分布測(cè)試儀的原理是光源照射在被測(cè)物料上時(shí)，發(fā)生衍射和漫射。微粒的漫射光光場(chǎng)強(qiáng)度通過高靈敏度的硅光電探測(cè)元件、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)Mie理論對(duì)粒度分布下限值進(jìn)行修正。微粒的衍射光光場(chǎng)強(qiáng)度可由Airy公式〔公式(1)〕給出I(∞)＝EK2a4〔 (J1(Kaω))/(kaω) 〕2(1)式中K＝2π／λ，∞＝sinθ
E為λ射光強(qiáng)，λ為波長(zhǎng)，J1為一階Bessel函數(shù)，θ為衍射角，α為粒子半徑反映衍射光強(qiáng)度的光信號(hào)通過光電探測(cè)系統(tǒng)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由光電探測(cè)系統(tǒng)輸出的電信號(hào)經(jīng)過信號(hào)放大處理系統(tǒng)進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并通過顯示器和打印機(jī)顯示和輸出結(jié)果。
本實(shí)用型提供的這種激光衍射式粒度分布測(cè)試儀由光源系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、信號(hào)處理系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等四大部分組成。光源系統(tǒng)包括光源、光閘、擴(kuò)束裝置、全反射棱鏡。檢測(cè)系統(tǒng)包括供粉系統(tǒng)、分散裝置、檢測(cè)皿、循環(huán)裝置。信號(hào)處理系統(tǒng)包括漫射補(bǔ)償裝置，物鏡組、變焦系統(tǒng)、光電探測(cè)組件、光吸收裝置、信號(hào)處理放大系統(tǒng)，智能補(bǔ)償系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括顯示器、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)和接口、多路開關(guān)、模／數(shù)轉(zhuǎn)換器、電平轉(zhuǎn)移系統(tǒng)、數(shù)／模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
本實(shí)用新型提供的這種激光衍射式粒度分布測(cè)試儀的優(yōu)點(diǎn)是由于該測(cè)試儀具有可自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)整的物鏡組和變焦系統(tǒng)，可以獲得不同的鏡頭組參數(shù)，使儀器具有多種量程；由于該測(cè)試儀采用了智能補(bǔ)償系統(tǒng)，減少了光源、光電探測(cè)組件和信號(hào)處理放大系統(tǒng)的漂移等引起的工作點(diǎn)變化；該測(cè)試儀既能用于能被配制成溶液的粉末試樣粒度分布的測(cè)定，也可直接測(cè)試液體中所含微粒的粒度分布，當(dāng)配上供粉系統(tǒng)后，還可直接對(duì)粉末試樣進(jìn)行粒度分布測(cè)試，該測(cè)試儀適用于一切有機(jī)和無機(jī)粉未。
附

圖1是本實(shí)用新型提供的這種激光衍射式粒度分布測(cè)試儀的原理方框圖，附圖2是本實(shí)用新型提供的這種激光衍射式粒度分布測(cè)試儀的光路示意圖；附圖3是本實(shí)用新型提供的這種激光衍射式粒度分布測(cè)試儀的信號(hào)處理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的電原理方框圖。
附圖1是本實(shí)用新型提供的這種激光衍射式粒度分布測(cè)試儀的原理方框圖。其中光源(1)光閘(2)、擴(kuò)束裝置(3)、檢測(cè)皿(4)、循環(huán)裝置(5)、物鏡組(6)、變焦系統(tǒng)(7)、光電探測(cè)組件(8)、信號(hào)放大處理系統(tǒng)(9)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(10)、打印機(jī)(11)、顯示器(12)、智能補(bǔ)償系統(tǒng)(13)、光吸收裝置(14)、分散裝置(15)、供粉系統(tǒng)(16)、漫射補(bǔ)償裝置(17)。
附圖2是本實(shí)用新型提供的這種激光衍射式粒度分布測(cè)試儀的光路示意圖。其中光源(1)、光閘(2)、全反射棱鏡(18)、短焦距凸透鏡(19)、長(zhǎng)焦距雙膠合鏡(20)、檢測(cè)皿(4)、物鏡組(6)、變焦系統(tǒng)(7)、光吸收裝置(14)、光屏(21)、光電敏感元件(22)。
附圖3是本實(shí)用新型提供的這種激光衍射式粒度分布測(cè)試儀的信號(hào)處理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的電原理方框圖。其中光電敏感元件(22)、電流放大器(23)、電壓放大器(24)、多路開關(guān)(25)、模／數(shù)轉(zhuǎn)換器(26)、接口(27)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(10)、電平轉(zhuǎn)移系統(tǒng)(28)、數(shù)／模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(29)。
在附圖中，信號(hào)放大處理系統(tǒng)(9)包括電流放大器(23)，電壓放大器(24)。光電探測(cè)組件(8)包括光屏(21)、光電敏感元件(22)。擴(kuò)束裝置(3)包括短焦距凸透鏡(19)、長(zhǎng)焦距雙膠合鏡(20)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(10)既可直接利用單板機(jī)或單片機(jī)或系統(tǒng)機(jī)組成該儀器的普及型機(jī)種進(jìn)行各種微粒粒度分布及其它指標(biāo)的測(cè)試和結(jié)果輸出，也可通過接口使該種普及型機(jī)與高一級(jí)計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)組成該儀器的高檔型機(jī)種對(duì)各種微粒粒度分布及其它指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。高檔型機(jī)與普通型機(jī)相比，高檔型機(jī)具有更靈活的人機(jī)對(duì)話功能，和更豐富的數(shù)據(jù)輸出格式。
本實(shí)用新型提供的這種激光衍射式粒度分布測(cè)試儀的一種工作過程敘述如下。光源(1)采用氦－氖激光器。光源(1)經(jīng)全反射棱鏡(18)反射后，通過擴(kuò)束裝置(3)變成φ18mm的平行光束照射在檢測(cè)皿(4)中的薄層平行試樣的微粒表面時(shí)發(fā)生衍射和漫射。經(jīng)物鏡組(6)變焦系統(tǒng)(7)后的衍射象的光場(chǎng)強(qiáng)度遵循Airy理論，由光電探測(cè)組件(8)上的光電敏感元件(22)檢測(cè)信號(hào)，再經(jīng)電流放大器(23)和電壓放大器(24)處理后，通過多路開關(guān)(25)、模／數(shù)轉(zhuǎn)換器(26)、接口(27)進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(10)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(10)按照各個(gè)位置已知的光電敏感元件(22)的一組信號(hào)，計(jì)算即可求出被測(cè)微粒的粒度分布等值。
本實(shí)用新型提供的這種粒度分布測(cè)試儀采用了漫射補(bǔ)償裝置(17)、物鏡組(6)和變焦系統(tǒng)(7)，使其測(cè)量范圍達(dá)0.7－300μm。
本實(shí)用新型提供的這種粒度分布測(cè)試儀具有智能補(bǔ)償系統(tǒng)(13)利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(10)、數(shù)／模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(29)、電平轉(zhuǎn)移系統(tǒng)(28)、接口(27)對(duì)元器件的性能指標(biāo)，對(duì)光源(1)的功率穩(wěn)定性，對(duì)電壓放大器(24)的工作點(diǎn)實(shí)行智能補(bǔ)償。
本實(shí)用新型提供的這種粒度分布測(cè)試儀采用的是通用元件，因而具有較低的價(jià)格。
本實(shí)用新型提供的這種粒度分布測(cè)試儀的樣機(jī)對(duì)硅巖粉、顯象管熒光粉、澎潤(rùn)土等微粒進(jìn)行了多次測(cè)試，其測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.01－1.534之間，與日本島津SA－2粒度自動(dòng)測(cè)定儀的結(jié)果相比，其相對(duì)誤差＜2.5％。
權(quán)利要求1.一種激光衍射式粒度分布測(cè)試儀，由光源(1)、光閘(2)、擴(kuò)束裝置(3)、檢測(cè)皿(4)、循環(huán)裝置(5)、信號(hào)放大處理系統(tǒng)(9)、計(jì)算計(jì)系統(tǒng)(10)、打印機(jī)(11)、顯示器(12)、分散裝置(15)、供粉系統(tǒng)(16)、漫射補(bǔ)償裝置(17)、全反射棱鏡(18)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(26)組成，其特征在于具有由多個(gè)普通的光電敏感元件(22)組成的光電探測(cè)組件(18)和光吸收裝置(14)。
2.一種如權(quán)利要求1所述的激光衍射式粒度分布測(cè)試儀，其特征在于具有可自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)整的物鏡組(6)、變焦系統(tǒng)(7)。
3.一種如權(quán)利要求1、2所述的激光衍射式粒度分布測(cè)試儀，其特征在于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(10)既可直接利用單板機(jī)或單片機(jī)或系統(tǒng)機(jī)組成該儀器的普及型機(jī)種，也可使這種普及型機(jī)種通過接口(27)與高一級(jí)計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)組成該儀器的高檔型機(jī)種。
專利摘要本實(shí)用新型是關(guān)于激光衍射式粒度分布測(cè)試儀。其計(jì)算機(jī)系統(tǒng)既可采用單板機(jī)或單片機(jī)或系統(tǒng)機(jī)組成普及型機(jī)種，并可使這種普及型機(jī)種與高一級(jí)計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)組成該儀器的高檔型機(jī)種。該粒度分布測(cè)試儀在3-5分鐘就可快速的測(cè)出分別以體積、面積、直徑為基準(zhǔn)的粒度分布、累積50％粒徑，比表面積、平均粒徑。具有多種量程，其測(cè)量范圍可達(dá)0.7～300μm，適用于一切有機(jī)和無機(jī)粉末樣品，并能對(duì)干的粉末試樣進(jìn)行測(cè)試，具有操作簡(jiǎn)便、造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N15/02GK2100623SQ90214729
公開日1992年4月1日 申請(qǐng)日期1990年7月3日 優(yōu)先權(quán)日1990年7月3日
發(fā)明者周定益 申請(qǐng)人:四川省輕工業(yè)研究所