专利名称：一种亚微米颗粒粒径测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测装置，特别涉及一种亚微米颗粒粒径测量装置。
背景技术：
颗粒物质在日常生活和工业生产中有着广泛应用，其尺寸大小关系到工业流程、 产品质量、能源消耗及生产过程的安全性。因此，颗粒粒径的准确快速测量意义重大。光散射法以其适用范围广、使用限制少、测量速度快、支持在线测量等优势成为应用最广泛的粒径测量法。目前应用较多的光散射法有衍射散射法、角散射法、动态光散射法以及后向散射谱分析法等。后向散射谱分析法出现较晚，但发展很快，近年来成为粒径测量领域研究的热点。其原理为石英卤素灯照射单分散颗粒系，光谱仪接收后向180°散射光信号并输入计算机，计算机对光谱数据进行快速傅里叶变换(FFT)，得到呈单峰特性的频谱图，频谱图峰值位置与颗粒粒径存在线性关系，选取标准颗粒标定得到此函数关系，然后通过测量待测颗粒后向散射光谱得到颗粒粒径。此装置存在的缺陷是石英卤素灯波长范围主要集中在可见光和红外波段，对大粒径颗粒测量精度较高，但对于粒径小于1 μ m的亚微米颗粒测量误差较大，一般在5%以上；光路一般采用透镜组，结构复杂且调试困难。
发明内容本实用新型是针对现有的测量装置对小颗粒测量精度差，调试困难的问题，提出了一种亚微米颗粒粒径测量装置，解决亚微米颗粒的测量精度问题，而且能减小测量装置体积，有利于在线测量。本实用新型的技术方案为一种亚微米颗粒粒径测量装置，氙灯出射的白光经过滤光片滤光后，经聚焦透镜聚焦耦合到入射光纤，照射样品池中的颗粒，出射光纤将颗粒后向散射光传导至光谱仪，光谱仪采集光谱数据输入计算机。所述滤光片为截止波长为400nm的紫外滤光片。所述入射光纤和出射光纤为纤芯直径为200 μ m的光纤。本实用新型的有益效果在于本实用新型一种亚微米颗粒粒径测量装置，利于测量粒径较小的亚微米颗粒；光路采用光纤传导，装置结构紧凑，调试方便；此外，本装置的光路部分均采用普通光学部件，装置成本低且易于维护，部件发生损坏时替换方便。
图1为本实用新型一种亚微米颗粒粒径测量装置结构示意图。
具体实施方式
如图1所示氙灯1出射的白光经过截止波长为400nm的紫外滤光片2滤光，经聚焦透镜3聚焦后耦合到纤芯直径为200 μ m的入射光纤4，照射样品池5中的颗粒，出射光纤6将颗粒后向散射光传导至光谱仪7，光谱仪采集光谱数据输入计算机8，计算机中预装有数据采集软件和拟合计算软件，对光谱数据进行计算得到颗粒粒径。其中，样品池为圆柱形，底面直径1. 0cm，长度10cm，内表面涂有遮光材料以避免杂散光进入接收光纤。聚苯乙烯乳胶球样品颗粒完全分散在蒸馏水中，浓度范围为10_4 10_5g/cm3，以保证不相关单散射条件。两根光纤末端浸没深度相同，间距为300 500 μ m,与样品池底部距离大于3cm， 相对角位置精确校准，保证仅接收颗粒180° 士3°立体角内的后向散射光。本装置的操作步骤为1)标定。取名义直径为1 μ m、800nm、500nm、300nm和200nm的5组聚苯乙烯标准
颗粒，分别配制浓度范围为10_4 10_5g/cm3的溶液，通过超声法完全分散在样品池中。打开氙灯，光谱仪采集每组标准颗粒样品的后向散射光谱数据并输入计算机。软件对光谱数据进行计算得到频谱图峰值对应的频率值，再将5组频率值与各自的名义直径线性拟合， 得到函数关系式。2)测量。取待测聚苯乙烯颗粒配制成溶液，浓度范围为10_4 10_5g/cm3，通过超声法完全分散在样品池中。打开氙灯，光谱仪采集后向散射光谱并输入计算机，计算得到频谱图。找到峰值位置对应的频率值，带入上步得到的函数关系式即可计算得到颗粒粒径。
权利要求1.一种亚微米颗粒粒径测量装置，其特征在于，氙灯(1)出射的白光经过滤光片(2)滤光后，经聚焦透镜(3)聚焦耦合到入射光纤(4)，照射样品池(5)中的颗粒，出射光纤(6)将颗粒后向散射光传导至光谱仪(7)，光谱仪采集光谱数据输入计算机(8)。
2.根据权利要求1所述亚微米颗粒粒径测量装置，其特征在于，所述滤光片(2)为截止波长为400nm的紫外滤光片。
3.根据权利要求1所述亚微米颗粒粒径测量装置，其特征在于，所述入射光纤(4)和出射光纤(6)为纤芯直径为200 μ m的光纤。
专利摘要本实用新型涉及一种亚微米颗粒粒径测量装置，氙灯出射的白光经过滤光片滤光后，经聚焦透镜聚焦耦合到入射光纤，照射样品池中的颗粒，出射光纤将颗粒后向散射光传导至光谱仪，光谱仪采集光谱数据输入计算机。利于测量粒径较小的亚微米颗粒；光路采用光纤传导，装置结构紧凑，调试方便；此外，本装置的光路部分均采用普通光学部件，装置成本低且易于维护，部件发生损坏时替换方便。
文档编号G01N15/02GK202066769SQ201120134609
公开日2011年12月7日 申请日期2011年5月3日 优先权日2011年5月3日
发明者刘国斌, 杨依枫, 杨晖, 邢世通, 郑刚 申请人:上海理工大学