专利名称：便携式高分辨率激光粒度仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光学仪器和粉粒体测试技术领域。
许多工业生产领域的半成品或产品通常呈粉未状，粉未的颗粒粒度组成是生产控制中最基本的参数之一。粒度及其分布的测试是生产与科研中一项重要的测试项目。目前常用的测试方法有沉降法、筛析法、显微镜法和激光粒度分析法，其中后者测试速度快、重复性好、应用范围广，并可以用于生产在线的测试，正逐渐引起人们的重视。
但目前国内外的激光粒度仪存在下列一些问题，影响它的推广应用。
(1)、采用平行光路，光路长，付立叶透镜前面设准直镜，测量样品置于付立叶透镜与准直镜之间。因而体积大，不易携带；(2)、测量样品位置固定，改变测量范围需要更换付立叶变换透镜，并调整光路，使用不便；(3)、分辨率低，通常的激光粒度仪在测量范围内最多只分32个固定的粒级，不能满足某些对分辨率要求较高的场合；(4)、价格昂贵，普通的企业难以接受。
本实用新型的目的是提供一种体积小、重量轻、便于携带，测量范围可调，分辨率更高，价格更低的新型激光粒度仪，以利在生产科研第一线普及推广使用。
附
图1是本实用新型的光路结构示意图；附图2是本实用新型实施之一的便携式外观图。
以下结合附图对本实用新型的构思作详细描述附图1中1为氦氖激光器或半导体激光器，2、3为平面反射镜，4为扩束镜，5为针孔滤波器，6为付立叶变换透镜，7为阵列光电探测器，8为L型光学导轨，9为透明样品板或流动样品池，9为透明样品板或流动样品池可能放置的其他位置之一。
激光器1、反射镜2与3、扩束镜4、针孔滤波器5、付立叶变换透镜6、与阵列光电探测器7、通过专用支架固定在光学导轨8之上，光学导轨长600mm，付立叶透镜6与光电探测器7之间相距60～300mm，透明样品板9可在此范围内沿光轴方向调节位置。付立叶透镜6的焦距与孔径比传统的都减小了，焦距为90～110mm，孔径为35～50mm，其主要功能是将针孔滤波器5成像在阵列光电探测器7的中心位置。针孔滤波器5至付立叶变换透镜6的距离由付立叶透镜6的焦距大小而定。
激光器1发出的光通过平面反射镜2与3反射后，经过扩束镜4和针孔滤波器5变为发散光路直接到达付立叶透镜6，由付立叶透镜6将光线变换为汇聚光束后到达阵列光电探测器7。透明样品板或流动样品池9，置于付立叶透镜6与光电探测7之间可沿光轴方向移动，并能准确定位。无需更换付立叶透镜6，也不必重新调整光路，通过改变样品板9的位置即可改变粒度测量范围。
例如，样品板放在9′处比放在9处测量范围要小，因为样品板越靠近光电探测器7，接收到的衍射光线孔径角越大，可测的频带也越宽，根据付立叶光学原理较宽的频带对应较小的空间尺寸。因此，样品板位于9′比位于9时可测得的粒径要小，相应的测量范围变窄，反之则测量变宽。用此法改变测量范围，不需变换付立叶透镜，由0.6～60um可扩大到0.6～400um的范围。
测量范围宽，适用于颗粒大小不均匀的颗粒群。测量范围窄，则适用于对分辨率要求较高的场合。因为在光电探测器环带数目一定时，颗粒分级级数也一定，测量范围变窄，意味着各粒度级也相应变窄，因此仪器的分辨率就相应提高。
本实用新型根据需要可采用单式测量法或复式测量法，单式测量法与其它激光粒度仪的测量方法相同，不再详述。复式测量法是将载有同一颗粒群的样品板依次置于例如9和9′两个不同位置上，分别测得两组数据，由专用计算机进行反演，求得颗粒群的粒度分布。以上操作相当于在不改变光电探测器7结构参数和测量范围的前提下，提高了谱面抽样密度，因而使仪器的分级数增加了近一倍，故仪器的分辨率也相应地提高了。
本实用新型的数据处理采用专用单片机，液晶显示屏和微型打印机代替通用计算机，以减小仪器体积，降低造价。
附图2中K为操作键，H为通气孔，S为液晶显示屏，P为打印机，M为取样门。整个仪器600×400×180mm3，可放入中号手提箱中。
使用步骤如下先按第一个操作键，以接通电源；再按第二个操作键测量无颗粒的空背景；然后打开取样门M，将载有颗粒的透明样品板插入专用支架，推入取样门；按下第三个操作键，仪器进行测量并进行数据处理，处理结果显示在液晶显示屏S上；按下第四个操作键，微型打印机P可把测量结果数据印出，仪器恢复待命状态。仪器操作只用四个键，简单易学。样品板位置移动时，位移数据由单片机自动记录，如果使用流动样品池，则操作时启动样品循环泵(不在本实用新型范围之内)。
本实用新型的优点是体积小，重量轻，根据需要可设计成多种便携方式，方便携带；仪器测量范围可调，不需更换付立叶透镜；粒度分级数增加，提高了分辨率；操作简单，价格低廉。
权利要求1.一种便携式高分辨率激光粒度仪，其结构组成包括激光器、平面反射镜、扩束镜、针孔滤波器，付立叶变换透镜，阵列光电探测器、L型光学导轨、透明样品板或流动样品池，其中激光器、平面反射镜、扩束镜、针孔滤波器、付立叶变换透镜、阵列光电探测器用专用支架固定在光学导轨上，从付立叶变换透镜至光电探测器之间的光路为汇聚光路；本实用新型的特征在于所采用的付立叶变换透镜焦距为90～110mm，孔径为35～50mm，从针孔滤波器至付立叶变换透镜之间的光路为发散光路，透明样品板或流动样品池置于付立叶变换透镜与阵列光电探测器之间的汇聚光路上，可沿光轴方向移动，能准确定位。
2.如权利要求1所述的激光粒度仪，其特征是付立叶变换透镜与光电探测器之间相距为60～300mm。
专利摘要便携式高分辨率激光粒度仪，由激光器、平面反射镜、扩束镜、针孔滤波器、付立叶变换透镜、阵列光电探测器、L型光学导轨、透明样品板或流动样品池等构成，采用了焦距和孔径都减小了的付立叶变换透镜，由传统的平行光路改变为发散和汇聚光路；透明样品板或流动样品池置于付立叶透镜与光电探测器之间，并能根据需要调节其位置。该仪器测量范围可调，不需要更换付立叶透镜；体积小，重量轻，便于携带，粒度分级数增加，提高了分辨率。
文档编号G01N15/02GK2195091SQ9422554
公开日1995年4月19日 申请日期1994年1月11日 优先权日1994年1月11日
发明者任仲京 申请人:山东建筑材料工业学院