一种液体颗粒检测装置的制作方法

本发明属于液体中的颗粒物检测领域，具体涉及检测液体中微小颗粒物的装置。

背景技术：

目前，用于检测液体中的微小颗粒污染物的主要设备是液体颗粒计数器。它在药液、纯水、油液等液体介质的清洁度检测中有着重要的应用。其测量的最小微粒粒径为50纳米，甚至更小。

基于光学原理的检测技术是液体颗粒计数器的主流检测技术。光学液体颗粒计数器分为基于光阻挡原理的检测技术和基于光散射原理的检测技术。其中基于光阻挡原理的检测技术主要用于测量1微米以上的微粒，该方法简称光阻法。

现有的光阻法的颗粒计数器，其传统结构如附图1所示。激光器101发出的光经过透镜组102的汇聚，在流通池103的检测区域形成一细小线光束，线光束透过流通池103之后传输到光电探测器106的表面。待测液体104通过流通池103的液体通道108而流经液体检测区域。当待测液体104中的微小颗粒105通过检测区域的时候，阻挡一部分光源发出的光，使得光电探测器106接收到的光信号减弱，形成一个负脉冲信号107，负脉冲信号107的幅度与粒子的大小成比例。因此，通过脉冲信号的个数和幅度就可以测量出被测液体中微小颗粒物的个数和大小。该结构使用了两个透镜，而且，光源、透镜、流通池和光电探测器处于分离的状态，结构复杂，装配工艺要求高，检测效果受安装精度的影响很大。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供检测结构简单、小型化、微型化的颗粒检测装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案是：一种液体颗粒检测装置。所述液体颗粒检测装置包括激光器、流通池、第一玻璃窗、第二玻璃窗、光电探测器和信号处理单元，所述流通池上开设有检测孔和供液体流通穿过的通道，所述检测孔沿通道的垂直方向开设并贯穿所述通道，所述第一玻璃窗设置在通道的左侧并将检测孔的一端口封闭，所述第二玻璃窗设置在通道的右侧并将检测孔的另一端口封闭，所述第一玻璃窗上还设置有透光狭缝，所述激光器设置在第一玻璃窗的左侧，所述光电探测器设置在第二玻璃窗的右侧，所述激光器能够形成入射光束，所述入射光束依次经透光狭缝、检测孔和第二玻璃窗传输给光电探测器，光电探测器将接收的光信号转换后传输给信号处理单元，所述信号处理单元能够将光电探测器转换后的信号处理后获得流经所述通道的液体中的颗粒数量和大小的数据。

具体的，所述流通池为非透光件，所述通道自流通池的上端贯穿至流通池的下端，所述通道在流通池的上部形成有液体入口，下部形成有液体出口，所述液体入口和液体出口的口径均大于流通池中部的通道孔径。

具体的，所述检测孔开设在所述通道的中部，所述检测孔为圆孔或矩形孔，所述检测孔的中心轴线与通道的中心轴线相互垂直。

进一步的，所述流通池上自左向右依次开设有安装激光器的第一安装槽和安装第一玻璃窗的第二安装槽；所述流通池上自右向左依次开设有安装光电探测器的第三安装槽和安装第二玻璃窗的第四安装槽；所述检测孔连通第二安装槽和第三安装槽。

进一步的，所述激光器通过第一安装固定件安装在第一安装槽内，所述第一安装固定件上开设有与激光器端部外形匹配的台阶孔，所述台阶孔贯通第一安装固定件，所述激光器插入在台阶孔内且激光器的端部露出在台阶孔的右端，所述第一安装固定件插入第一安装槽内固定。

进一步的，所述光电探测器通过第二安装固定件安装在第三安装槽内，所述第二安装固定件上开设有通孔，所述光电探测器插入在通孔内且光电探测器的探测头露出在第二安装固定件的左端。

具体的，所述第一玻璃窗粘接固定在第二安装槽内，所述第二玻璃窗粘接固定在第四安装槽内，所述第一玻璃窗和第二玻璃窗将检测孔的两端封闭。

优选的，所述第一玻璃窗包括透明基体和覆盖在透明基体一侧表面的薄膜，所述薄膜为非透光性薄膜，所述透光狭缝开设在薄膜上并贯穿至透明基体的表面，所述第二玻璃窗为透明元件。

优选的，所述薄膜为钛钨合金薄膜。

具体的，所述狭缝为一矩形缝，所述狭缝的长边大于等于检测孔处的通道孔径。

本发明的范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案等。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

将激光器和光电探测器直接安装在流通池的检测孔左右两侧，有效减小了光传播的距离，无需使用透镜进行光的汇聚就能使检测孔处获得足够的光强，简化了结构，有效减少了液体颗粒检测装置的体积，使液体颗粒检测装置能够小型化、微型化，同时还降低了液体颗粒检测装置的装配难度，提高了工业生产的效率。

附图说明

图1为现有的液体颗粒检测装置的示意图；

图2为本发明液体颗粒检测装置的全剖视图；

图3为流通池的立体结构示意图；

图4为流通池的主视图；

图5为图4中A-A的剖视图；

图6为第一玻璃窗的主视图；

图7为图6中B-B的剖视图；

其中：101、激光器；102、透镜组；103、流通池；104、液体；105、微小颗粒；106、光电探测器；107、负脉冲信号；

201、激光器；202、第一安装固定件；203、第一玻璃窗；204、流通池；205、第二玻璃窗；206、第二安装固定件；207、光电探测器；

301、第一安装槽；302、第二安装槽；303、第三安装槽；304、第四安装槽；305、通道；306、检测孔；307、液体入口；308、液体出口；

401、透明基体；402、薄膜；403、透光狭缝。

具体实施方式

本发明提出的是一种基于光阻法原理的液体颗粒检测装置。如图1至图7所示，液体颗粒检测装置包括激光器201、流通池204、第一玻璃窗203、第二玻璃窗205、光电探测器207和信号处理单元（图未示）。

如图3至5所示，所述流通池204为非透光件。流通池204可以通过金属铝或不锈钢等材质制作，通过机加工的方式制成立方体的形状。在流通池204的上下方向开设供待检测液体流通的通道305。所述通道305自流通池204的上端贯穿至流通池204的下端，所述通道305在流通池204的上部形成有液体入口307，下部形成有液体出口308，所述液体入口307和液体出口308的口径均大于流通池204中部的通道305孔径。本实施例中通道305的横截面为圆形，流通池204中部的通道305孔径为1mm。实际上通道305的横截面也可以为矩形。待测液体自通道305的上部液体入口307进入，流过通道305最终经液体出口308流出。

在流通池204上垂直于通道305中心轴线的左右方向上，自流通池204的左端至流通池204的右端依次开设有安装激光器201的第一安装槽301、安装第一玻璃窗203的第二安装槽302、检测孔306、安装第二玻璃窗205的第四安装槽304和安装光电探测器207的第三安装槽303。所述检测孔306贯穿通道305并连通第二安装槽302和第三安装槽303。第一安装槽301、第二安装槽302、检测孔306、第四安装槽304和第三安装槽303将流通池204的左右方向贯通。所述检测孔306位于通道305的中部，检测孔306为圆孔或矩形孔，其尺寸与通道305中部的尺寸相当。所述检测孔306的中心轴线与通道305的中心轴线相互垂直。

如图6、图7所示，所述第一玻璃窗203包括透明基体401和覆盖在透明基体401一侧表面的薄膜402。所述透明基体401为石英玻璃制成的圆片结构。本实施例中选取透明基体401的尺寸为：直径6mm，厚度1mm。当然也可以有其他尺寸替代。所述薄膜402为非透光性薄膜，本实施例中，所述薄膜402为钛钨合金薄膜，所述薄膜402镀在透明基体的右侧表面。在薄膜402的中心刻蚀有一条细长的透光狭缝403。所述透光狭缝403贯穿至透明基体401的表面。所述狭缝为一矩形缝，所述狭缝的长边大于等于检测孔306处的通道305孔径。本实施例中，狭缝尺寸为0.1mm×1mm。所述第二玻璃窗205为透明元件。本实施例中，第二玻璃窗205为石英玻璃制成的圆片结构，尺寸与透明基体401相同。

第一玻璃窗203和第二玻璃窗205分别通过胶粘合剂粘接固定在第二安装槽302、第四安装槽304。第一玻璃窗203将检测孔306的左端封闭，第二安装槽302将检测孔306的右端封闭。第一玻璃窗203和第二玻璃窗205检测孔306封闭为密闭的检测空腔。待测液体通过检测空腔区域的时候，不会形成泄漏。所述透光狭缝403的长轴方向和通道305的中心轴线垂直。

所述激光器201为半导体激光器。所述激光器201通过第一安装固定件202安装在第一安装槽301内，所述第一安装固定件202上开设有与激光器201端部外形匹配的台阶孔，所述台阶孔贯通第一安装固定件202，所述激光器201插入在台阶孔内且激光器201的端部露出在台阶孔的右端，所述第一安装固定件202插入第一安装槽301内固定。

所述光电探测器207通过第二安装固定件206安装在第三安装槽303内，所述第二安装固定件206上开设有通孔，所述光电探测器207插入在通孔内且光电探测器207的探测头露出在第二安装固定件206的左端。

所述激光器201发出激光，透过第一玻璃窗203的透光狭缝403、在检测孔306处形成细线光束，细线光束和检测通道垂直。光线穿过第二玻璃窗205到达光电探测器207的表面。

由于激光器201距离检测检测孔306很近，因此光线从激光器201传播到检测孔306的时候，单位光强仍然很大。当待测液体中的微小颗粒经过检测孔306位置处的时候，会挡住部分激光的光线，使得光电探测器207接受的光信号减弱。光电探测器207根据光信号的减弱形成一个负脉冲信号传输给信号处理单元（图未示）。粒子越大，挡住的光线越多，光电探测器207接受到的信号越弱，负脉冲信号越大，所述信号处理单元根据脉冲信号的大小和数量可以对待测液体中微粒的大小和个数进行检测。

本发明中直接将激光器201和光电探测器207装配在流通池204的检测孔306的两侧，使得激光器201与检测孔306的距离很小。根据半导体激光器的特性，从芯片中发出的光是发散的，其光斑的尺寸随着传输距离的增加而不断增加。

如果半导体激光器距离检测孔306很近，则在检测孔306处，激光光斑尺寸依然非常小，单位面积的光强仍然很大。例如，对于一个发散角为11°和37°的激光器，在距离其芯片前方3mm处，其光斑尺寸大概为0.3×1mm。其单位光强已经和传统光阻法液体颗粒计数器检测区域的光强相当。这就可以避免使用透镜对激光进行汇聚，简化了检测结构，使得检测装置变得小型化和微型化，利用本发明所述的液体颗粒检测装置可以做成手持式或者便携式的小型液体颗粒计数器。

如上所述，我们完全按照本发明的宗旨进行了说明，但本发明并非局限于上述实施例和实施方法。相关技术领域的从业者可在本发明的技术思想许可的范围内进行不同的变化及实施。