一种物联网激光粒度仪的制作方法

本实用新型涉及一种激光粒度仪，具体为一种物联网激光粒度仪。

背景技术：

激光粒度仪是根据颗粒能使激光产生散射或者衍射得到散射谱测试颗粒粒度分布及颗粒大小的仪器，因其测试速度快，范围宽，重复性及准确性好等特点得到广泛应用。

目前的激光粒度仪是使用激光器光源照射到颗粒表面形成散射光谱，由光电探测器接收各个角度的散射光强，散射光信号经过放大，滤波，A/D采集等模块经由USB或者串口通讯将信号发送到连接的PC机由分析软件进行粒度分布计算，同时激光粒度仪还要具有进水，排水，超声，循环等样品分散装置控制功能。这种传统连接控制方式，测试人员只能在近距离操作仪器，灵活性低。

技术实现要素：

针对现有技术中激光粒度仪控制方式单一、不够灵活等不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于手机app进行无线控制或远程操作的物联网激光粒度仪。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型一种物联网激光粒度仪，包括微处理器、AD采集单元、激光器和光靶、循环分散系统、无线通讯接口以及移动终端，其中激光器发射的激光照射到经过循环分散系统分散的样品上，产生散射光信号)；光靶接收样品散射的光信号并将其转换成电信号，经AD采集单元传送至微处理器；无线通讯接口与微处理器连接，微处理器通过无线通讯接口与移动终端进行无线通信，移动终端处理数据计算结果并向微处理器发送控制命令。

移动终端包括手机或平板电脑。

本实用新型还具有摄像头，通过摄像头采集的现场图像传输至微处理单元，再由微处理单元经无线通信接口传输至手机中。

本实用新型还具有自动对中单元，其输入端接收微处理器的指令，输出端通过弹片式调整机构连接至光靶。

弹片式调整机构包括主立板、光靶支撑板、第一对支撑条、第一对弹片、第二对弹片、弹片支撑板以及第一、二步进电机，其中第一对弹片竖直平行设置，一侧边部相对安装于弹片支撑板左右两侧，第一对弹片的另一侧边部通过第一对支撑条固定于光靶支撑板一端面上；第二对弹片水平平行设置，一侧边部相对安装于弹片支撑板上下两侧，第二对弹片与第一对弹片合围成方柱形穿置于主立板的方孔中；第一步进电机安装于主立板上，其输出轴通过一组偏心轮组件与光靶支撑板右侧抵接，控制光靶支撑板左右运动；第二步进电机为安装于主立板上，其输出轴通过另一组偏心轮组件与光靶支撑板下侧抵接，控制光靶支撑板上下运。

弹片式调整机构还具有第二对支撑条，其固定安装于主立板方孔上、下两侧边。

弹片式调整机构还具有复位弹簧，其一端安装于光靶支撑板上，另一端连接于与主立板上；复位弹簧的安装角度兼顾水平和上下斜拉力。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.本实用新型通过手机APP控制的方式，构成一个具有无线通讯功能，可以使用手机控制的激光粒度仪，克服传统粒度仪控制方式单一、不够灵活等不足，具有很好的推广和实用价值，广泛的推广应用后会产生良好的经济效益和社会效益。

2.本实用新型广泛应用于精密的电工、电子、仪器仪表及其它产品中,主要应用于医疗卫生、生物制药、农业科研、环境保护等研究应用领域。

附图说明

图1为本实用新型电气原理框图；

图2为本实用新型可自动对中单元结构示意图。

其中，1为光靶支撑板，2a为第一对支撑条，2b为第二对支撑条，3为主立板，4为第一对弹片，5为第二对弹片，6为弹片支撑板，7a为第一步进电机，7b为第二步进电机，8为圆柱销，9为轴承，10为偏心轮，11为复位弹簧。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步阐述。

随着自动化技术，信息技术，互联网技术等的快速发展，使激光粒度仪具备物联网通讯功能，使用户可以利用手机APP软件进行无线方式操作或远程操作。

如图1所示，本实用新型一种物联网激光粒度仪，包括微处理器、AD采集单元、激光器和光靶、循环分散系统、无线通讯接口以及移动终端，其中激光器发射的激光照射到经过循环分散系统分散的样品上，产生散射光信号；光靶接收样品散射的光信号并将其转换成信号，经AD采集单元传送至微处理器；无线通讯接口与微处理器连接，微处理器通过无线通讯接口与移动终端进行无线通信，移动终端处理数据计算结果并向微处理器发送控制命令。本实用新型还具有自动对中单元，其输入端接收微处理器的指令，输出端通过调整机构连接至光靶。

本实施例基于公知的手机APP控制的物联网激光粒度仪，包括微处理器、AD采集单元、激光器和光靶、循环分散系统、自动对中系统、无线通讯接口，其中激光器用于发射激光，循环分散系统用于分散被测样品并散射激光器发射的激光，产生散射光信号，光靶用于接收样品散射的光信号并将其转换成电信号，AD采集单元用于采集光靶转换的电信号并传送给微处理器，自动对中系统用于调节光靶位置，使其更准确的接收散射光信号，无线通讯模块用于连接微处理器和远程手机或其他移动终端使之进行通信，手机APP用于处理数据计算结果并向微处理器发送控制命令。

本实施例中，微处理器采用搭载ARMCortex-M3内核的32位处理器，同ARM7/9/10/11相比在架构上有了革命性突破，性能上更是本质的飞越，Cortex-M3采用高效的哈佛结构三级流水线，达到1.25DMIPS/MHz，在功耗上更是达到0.06mW/MHz。Cortex-M3使用Thumb-2指令集，自动16/32位混合排列，具有很高的代码密度。循环分散系统包括蠕动泵、超声波分散器、水位计等，自动对中系统主要包括步进电机和固定光靶的二维调整台。

本实施例以检测碳酸钙粉末为例，当开始测试时，首先启动蠕动泵开始向循环池中注水，水位计检测到水满时停止进水，水满后通过16位AD采集单元采集光靶接收的散射光信号，通过光电位置检测单元采集的散射光信号判断当前光路状态，如当前光路状态不是最佳，需调整，则微处理器发送指令，通过自动对中系统调节光靶位置，直至光路对中状态良好。然后加入一定量(2g)的样品，通过循环分散系统对样品进行持续循环超声分散，待样品分散完成后，通过AD采样单元采集光靶接收的散射光信号，通过无线通讯接口单元发送到远程移动终端，通过分析软件进行分析，得到该样品的粒度分布结果。

如图2所示，本实用新型中的自动对中单元，采用弹片式调整机构，其包括主立板3、光靶支撑板1、第一对支撑条2a、第一对弹片4、第二对弹片5、弹片支撑板6以及第一、二步进电机7a、7b，其中第一对弹片4竖直平行设置，一侧边部相对安装于弹片支撑板6左右两侧，第一对弹片4的另一侧边部通过第一对支撑条2a固定于光靶支撑板1一端面上；第二对弹片5水平平行设置，一侧边部相对安装于弹片支撑板6上下两侧，第二对弹片5与第一对弹片4合围成方柱形穿置于主立板3的方孔中；第一步进电机7a安装于主立板3上，其输出轴通过一组偏心轮组件与光靶支撑板1右侧抵接，控制光靶支撑板1左右运动；第二步进电机7b为安装于主立板3上，其输出轴通过另一组偏心轮组件与光靶支撑板1下侧抵接，控制光靶支撑板1上下运动；还具有第二对支撑条2b，其固定安装于主立板3方孔上、下两侧边。

本实用新型还具有复位弹簧11，其一端安装于光靶支撑板1上，另一端连接于与主立板3上；复位弹簧11的安装角度兼顾水平和上下斜拉力。

自动对中单元用于对光靶组件进行二维自动对中调整，光靶支撑板1外侧端面用于安装光靶，通过弹片式调整机构对光靶组件进行固定安装带动光靶移动。工作时，第一、二步进电机7a、7b根据控制系统的指令进行二维方向转动，驱动水平方向和竖直方向的两组偏心轮组件，每组包括圆柱销8、轴承9和偏心轮10，圆柱销8轴线置于与偏心轮10轴线的一定距离处，轴承9至于圆柱销8上，由于圆柱销8与偏心轮10的轴线偏差使得偏心轮按轴线旋转时，圆柱销8轴线以偏心轮10轴线为轴心，以轴线偏差为半径旋转从而带动轴承9推动光靶支撑板1上下左右运动，并带动固定在第一对支撑条2a、第二对支撑条2b和弹片支撑板6上的第一对弹片4、第二对弹片5按设计方向运动，第一对弹片4、第二对弹片5受力产生形变，第一对弹片4和第二对弹片5的形变范围用于限定光靶在水平方向和垂直方向的运动范围，根据光靶采集的信号由手机中安装的APP软件计算可知当前位置的偏移量，并进行自动调整，实现光靶的自动对中。

复位弹簧11两端分别固定在主立板3的第一螺钉12和光靶支撑板1的第二螺钉13上，在光靶移动同时产生反向拉力，实现自动回复到原位。该结构使用弹片式调整机构代替直线导轨等运动结构，机构简单，体积小，重量轻，因为结构简单可以提高可靠性，并大大降低了成本。

手机中安装APP软件(即已编制完成并投入运行的“移动粒度分析系统”开发周期2017年1月到2017年12月)，通过该软件在手机屏幕上显示控制按钮，通过触屏操作，经无线通信接口微处理单元通过无线信号进行远程通信，控制方式更加灵活，可以异地接收检测数据，并通过摄像头采集的现场图像由微处理单元经无线通信接口传输至手机中，以便观察现场情况。

本实用新型通过增加一种手机APP控制的方式，从而构成一个具有手机APP远程移动控制的激光粒度仪，克服传统粒度仪控制方式单一、不够灵活、只能在现场操作等不足。