一种多方位衍射散射式粒度仪及颗分检测方法与流程

本发明涉及光学测量仪器设备，特别是涉及一种多方位衍射散射式粒度仪及颗分检测方法。

背景技术：

1、颗粒的形状参数是颗粒几何参数中最为重要的参数，在众多领域中都有着广泛的应用。比如在陶瓷产品的生产过程中，需要使用激光粒度仪测试陶瓷浆料。陶瓷浆料的颗粒度直接影响到其最终产品的性能。目前常用的颗粒检测方法有：筛分法、显微镜法、沉降法、电感应法等，近年来发展的方法有激光法、计算机图像分析技术，基于颗粒布朗运动的粒度测量法等。

2、筛分法是颗粒粒度测定方法中历史最长、最通行的一种方法。具体操作是用一套标准筛子如孔直径(mm)：20、10、5.0、2.0、l.0、0.5、0.25、0.1、0.075，按照被测试样的粒径大小及分布范围，将大小不同筛孔的筛子叠放在一起进行筛分，收集各个筛子的筛余量，称量求得被测试样以重量计的颗粒粒径分布。将烘干且分散了的200g有代表性的试样倒入标准筛内摇振，然后分别称出留在各筛子上的土重，并计算出各粒组的相对含量，即得土的颗粒级配。将颗粒样品通过一系列具有不同筛孔直径的标准筛(即筛系)，分离成若干个粒级，再分别称重，然后求得以质量分数表示的颗粒粒度分布。

3、筛分法的优点是成本低，使用容易。缺点是测量精度不高；对小于400目(38μm)的干粉很难测量；测量时间越长，测量过程中破坏粒径分布影响越大，测量结果就越小，在测量针状样品时就会得到一些奇怪的结果；不能测量射流或乳浊液；难以给出详细的粒度分布，结果受人为因素影响较大。

4、显微镜法是将试样涂在玻璃载片上，采用成像法直接观察和测量颗粒的平面投影图像，从而测得颗粒的粒径。能逐个测定颗粒的投影面积，以确定颗粒的粒度，测定范围为150～0.4μm，电子显微镜的测定下限粒度可达0.001μm或更小。

5、显微镜法优点是减少了人为观测误差，提高了测试速度；缺点是价格昂贵，试样制备繁琐，测量时间长，若仅测试颗粒的粒径，一般不采用此方法。

6、沉降法、电感应法等都具有一定的优点和缺点，目前常用测量颗粒形状参数方法为激光法。

7、激光法依据的原理是：激光照射到颗粒后，颗粒能使激光产生衍射或散射的现象，大颗粒引发的散射光的角度小，颗粒越小，散光与轴之间的角度就越大，从而根据散射光的角度来推测颗粒的大小并且根据散射光在不同散射角度的强弱来推测不同直径颗粒的多少。

8、但目前采用激光法时，仅从一个方位发射激光，散射和衍射结果受激光进入层的颗粒分布成分影响较大，结果容易具有偶然性，精度较低，常需要多次测量，而多次测量过程时，待测物体之间分子会出现碰撞，容易导致结果偏差，而且多次测量耗时耗力。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种多方位衍射散射式粒度仪，用于解决现有技术中单一激光检测颗粒粒度过程中颗粒粒度受激光进入层的颗粒分布影响较大，结果具有偶然性、精度较低的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种多方位衍射散射式粒度仪，包括样品池、光电传感板、激光发射器、滤波扩束镜以及信息处理组件，所述光电传感板设置在样品池的外周，所述滤波扩束镜设置在光电传感板上开设的通孔中，所述激光发射器至少为两个、且对应设置在滤波扩束镜的外侧，所述信息处理组件与光电传感板通讯连接；所述样品池为透明件。

3、优选地，所述样品池为圆柱体，所述光电传感板为圆柱体，所述光电传感板的直径大于样品池的直径。

4、优选地，至少两个所述滤波扩束镜设置在光电传感板的不同高度上。

5、本发明的另一目的还提供了一种新型泥沙颗分的检测方法，采用了上述多方位衍射散射式粒度仪，具体步骤如下：

6、s1：将至少两个所述激光发射器放置在所述滤波扩束镜的外侧、且激光发射器正对滤波扩束镜；

7、s2：向样品池中加入待测液体并进行充分搅拌；

8、s3：打开所述激光发射器，所述激光发射器发射的激光经过滤波扩束镜照射在待测液体中；

9、s4：激光在待测液体中受到颗粒阻挡，出现散射现象并且散射激光之间相互干涉形成衍射光谱，并打在光电传感板上；

10、s5：光电传感板将散射后的激光在光电传感板上成像进行光电转换，根据光信号的位置以及电信号的强度，多方位对待测液体进行颗粒分析检测。

11、如上所述，本发明涉及的多方位衍射散射式粒度仪及颗分检测方法，具有以下有益效果：

12、本发明涉及的多方位衍射散射式粒度仪及颗分检测方法，光电传感板设置在样品池的外周，通过设置有至少两个激光发射器，从不同角度、不同高度对待测液体进行激光检测，扩大了粒径测量范围，而且待测液体通过充分搅拌后，多个激光发射器同时发射，即可对待测液体不同层次的颗粒分布进行检测，避免了多次搅拌导致颗粒出现碰撞粒径变小的情况发生，操作简单，提高了粒测精度。

技术特征：

1.一种多方位衍射散射式粒度仪，其特征在于：包括样品池(2)、光电传感板(1)、激光发射器(3)、滤波扩束镜(4)以及信息处理组件，所述光电传感板(1)设置在样品池(2)的外周，所述滤波扩束镜(4)设置在光电传感板(1)上开设的通孔中，所述激光发射器(3)至少为两个、且对应设置在滤波扩束镜(4)的外侧，所述信息处理组件与光电传感板(1)通讯连接；所述样品池(2)为透明件。

2.根据权利要求1所述的多方位衍射散射式粒度仪，其特征在于：所述样品池(2)为圆柱体，所述光电传感板(1)为圆柱体，所述光电传感板(1)的直径大于样品池(2)的直径。

3.根据权利要求1所述的多方位衍射散射式粒度仪，其特征在于：至少两个所述滤波扩束镜(4)设置在光电传感板(1)的不同高度上。

4.一种新型泥沙颗分的检测方法，其特征在于：采用权利要求1-3任一权利要求所述的多方位衍射散射式粒度仪，步骤如下：

技术总结
本发明提供一种多方位衍射散射式粒度仪及颗分检测方法，包括样品池、光电传感板、激光发射器、滤波扩束镜以及信息处理组件，所述光电传感板设置在样品池的外周，所述滤波扩束镜设置在光电传感板上开设的通孔中，所述激光发射器至少为两个、且对应设置在滤波扩束镜的外侧，所述信息处理组件与光电传感板通讯连接；所述样品池为透明件。本发明中光电传感板设置在样品池的外周，从不同角度、不同高度对待测液体进行激光检测，扩大了粒径测量范围，而且待测液体通过充分搅拌后，即可对待测液体一次性完成检测，避免了多次搅拌导致颗粒出现碰撞粒径变小的情况发生，操作简单，提高了粒测精度。

技术研发人员：廖庭庭
受保护的技术使用者：上海勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15