一种不溶性微粒的双光束检测方法与流程

本发明涉及不溶性微粒的检测，尤其是针对1μm以下的不溶性微粒(亚微米微粒)的检测，具体涉及了一种不溶性微粒的双光束检测方法。

背景技术：

1、在医药、电子、半导体等相关领域，不溶性微粒的污染是影响其产品质量及合格率的重要因素之一。尤其是随着国内半导体制程工艺的提高，对纯水、化学品等液体的要求也随之提高。但高精度不溶性微粒的检测设备均由国外少数几个企业生产，严重影响国内产业供应链安全。

2、目前国内已有的不溶性微粒监测仪主要是采用光阻法原理，其能实现1μm以上粒径的不溶性微粒的检测，具体实现方式是当无微粒经过检测区域时，光源发出的光全部进入到接收端，而当微粒经过检测区域时，微粒对光源发出的光进行遮挡，从而在接收端出现一个光通量的脉冲，根据其脉冲的幅度即可判断微粒的粒径。而针对1μm以下粒径的不溶性微粒(亚微米微粒)的检测只能采用光散射法，光散射分为前向散射、侧向散射，其具有较高的信噪比，同时也对信号处理、外部干扰等相关部分有更高的要求，同时该方法还容易出现假信号，例如容易因检测区域的液体波动等影响光变化的因素而引起伪计数，可靠性有待提高。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中的一个或多个不足，提供一种新的利用双光束检测待检液体中不溶性微粒的方法，该方法能够实现对因震动等其他因素引起的伪信号进行甄别，提高亚微米微粒检测的可靠性。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种不溶性微粒的双光束检测方法，该双光束检测方法包括：

4、采用同一光源，通过几何光学分束方法将所述光源产生的光分成两束相同的光束，一束作为参比光束，另外一束作为检测光束；

5、使所述参比光束经过检测区域的参比光路后经光电转换，获得参比电信号，将所述参比电信号处理后输出参比脉冲信号，然后使所述参比脉冲信号经延时器延时t后作为与门的一路输入所述与门；

6、使所述检测光束经过检测区域的检测光路后经光电转换，获得检测电信号，将所述检测电信号处理后输出检测脉冲信号，然后使所述检测脉冲信号作为所述与门的另一路输入所述与门；

7、其中，t＝l/v，l为参比光路与检测光路之间的距离，v为待检液体的流速；

8、所述待检液体依次经过检测区域的参比光路、检测区域的检测光路。

9、根据本发明，当所述待检液体中没有不溶性微粒时，参比光路与检测光路均同时产生或不产生光学信号；

10、当所述待检液体中含有不溶性微粒时，参比光路先产生光学信号，检测光路延时所述t时间后产生光学信号。

11、根据本发明的一些具体方面，当所述双光束检测方法用于检测不溶性微粒的个数和/或粒径时，使所述与门与计数器通信连接。

12、根据本发明的一些优选方面，在获得所述参比电信号的过程中，使所述参比光束经过所述检测区域的所述参比光路后先经过汇聚后再经光电转换；

13、在获得所述检测电信号，使所述检测光束经过所述检测区域的所述检测光路后先经过汇聚后再经光电转换。

14、根据本发明的一些优选方面，所述参比脉冲信号通过将所述参比电信号经放大电路放大后由比较器转换获得；

15、所述检测脉冲信号通过将所述检测电信号经放大电路放大后由比较器转换获得。

16、根据本发明的一些优选方面，该双光束检测方法的实施方式包括：

17、使所述参比光束经过所述检测区域的所述参比光路后进入参比光路汇聚透镜，汇聚的光束经参比光路光电转换器转换为所述参比电信号，所述参比电信号经放大电路放大后由比较器转换为所述参比脉冲信号，然后使所述参比脉冲信号经所述延时器延时所述t时间后作为所述与门的一路输入所述与门；

18、使所述检测光束经过所述检测区域的所述检测光路后进入检测光路汇聚透镜，汇聚的光束经检测光路光电转换器转换为所述检测电信号，所述检测电信号经放大电路放大后由比较器转换为所述检测脉冲信号，然后使所述检测脉冲信号作为所述与门的另一路输入所述与门。

19、进一步地，该双光束检测方法的实施方式中，设置多个用于转换所述检测脉冲信号且并列的检测电信号比较器，所述与门的数量与所述检测电信号比较器的数量一一对应。在本发明的一些优选实施方式中，该双光束检测方法采用双光束检测装置进行，所述双光束检测装置包括：

20、光源模组，用于提供所述光源；

21、几何光学分束模组，用于将所述光源产生的光分成两束相同的光束，一束作为所述参比光束，另外一束作为所述检测光束；

22、待检区，其设置有所述检测区域，所述检测区域包括所述参比光路以及所述检测光路；

23、参比光束处理组件，其用于将经过所述参比光路的所述参比光束转变为所述参比脉冲信号；

24、检测光束处理组件，其用于将经过所述检测光路的所述检测光束转变为所述检测脉冲信号；

25、以及延时器、与门和计数器，所述延时器用于将所述参比脉冲信号延时所述t时间后作为所述与门的一路输入所述与门，所述与门的另一路输入所述检测脉冲信号，所述计数器与所述与门通信连接。

26、根据本发明的一些优选方面，所述参比光束处理组件包括用于将经过所述参比光路的光束进行汇聚的参比光路汇聚透镜，以及依次通信连接的参比光路光电转换器、参比电信号处理电路，所述参比光路光电转换器用于将所述参比光路汇聚透镜汇聚的光束转换为所述参比电信号；所述参比电信号处理电路包括参比电信号放大电路、参比电信号比较器，所述参比光路光电转换器、所述参比电信号放大电路、所述参比电信号比较器依次通信连接，所述参比电信号比较器还与所述延时器通信连接；

27、所述检测光束处理组件包括用于将经过所述检测光路的光束进行汇聚的检测光路汇聚透镜，以及依次通信连接的检测光路光电转换器、检测电信号处理电路，所述检测光路光电转换器用于将所述检测光路汇聚透镜汇聚的光束转换为所述检测电信号；所述检测电信号处理电路包括检测电信号放大电路、检测电信号比较器，所述检测光路光电转换器、所述检测电信号放大电路、所述检测电信号比较器依次通信连接，所述检测电信号比较器还与所述与门通信连接。

28、根据本发明的一些优选方面，所述检测电信号比较器具有并列设置的多个，所述与门具有多个且其数量与所述检测电信号比较器的数量一一对应。

29、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：

30、本发明基于大量实验研究，发现，当采用两束相同的光束从而形成参比光路与检测光路时，在无其他影响因素的情况下，两束光在参比光路与检测光路均不产生任何信号，但当振动等因素引起检测区域的液体波动时，将在参比光路与检测光路同时产生光波动，进而会同时产生参比电信号和检测电信号；基于该发现，一方面，本发明通过将参比电信号和检测电信号各自独立地转换为参比脉冲信号和检测脉冲信号，另一方面，本发明的发明人创新地通过引入延时器、与门，该延时器能够将参比脉冲信号延迟一定时间后再输入与门，而检测脉冲信号能够直接输入与门，在此种情况下：

31、当两束光在参比光路与检测光路均不产生任何信号，或者同时产生光波动而产生信号时，由于延时器的延时作用，参比脉冲信号和检测脉冲信号将先后进入与门，此时将输出低电平，也即是表明是伪信号；一旦当待检液体含有不溶性微粒并进入检测区域后，其将先后经过参比光路、检测光路，也即将先产生参比脉冲信号，后产生检测脉冲信号，而此时又由于延时器的延时作用，参比脉冲信号将被延迟输入与门，而检测脉冲信号本身就是后产生获得，一个被延迟输入，一个本身会靠后输入，当控制参比脉冲信号延迟输入的时间t之后，使得两者能够同时输入与门中，此时将产生高电平信号，也即是真实的信号，可以实现对微粒的检测，例如粒径和/或数量的检测。

32、可见，本发明的不溶性微粒的双光束检测方法，经过检测信号与参比信号的比较后，得到的信号为真实微粒经过检测区域后得到的与粒径、数量等相关的脉冲信号，实现对因其他因素引起的光路波动引起伪计数甄别，从而提高了整个检测过程的检测稳定性及可靠性。