一种单光源双光束激光粒度仪制造技术

本实用新型专利技术一种单光源双光束激光粒度仪，其结构由激光器、激光分光镜、反射镜、样品池、傅里叶透镜、前向光电探测器和侧向光电探测器构成。激光器发出的平行光，经过半反射激光分光镜和全反平面反射镜产生两束波长、光强完全相同的成一定角度的光束，照射到样品池上；粉体样品的散射光经过傅里叶透镜后会聚，照射到前向光电探测器和侧向光电探测器上。本实用新型专利技术克服了样品池产生的全反射现象，增大了仪器可测量的散射角度，降低了仪器测量下限；同时克服了双光源特性差异对测量的影响。具有结构简单、紧凑、测量精度高、成本较低等特点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种粉体粒度测量仪器，尤其涉及一种激光粒度测量仪器。
技术介绍
激光粒度仪已经成为目前最流行的粉体粒度测量仪器。现有技术中的激光粒度仪，多为单光束激光粒度仪，沿着光路前进的方向，通常依次包括一激光器，其光束经过滤波、扩束、准直后以平行光射出；一样品池，两个透光面是玻璃的，与入射光垂直，粉体样品 (悬浮液)处于样品池中，激光从一个面透过玻璃照射到被测颗粒上，散射光从另一个面射出；一个傅里叶透镜，与入射光垂直，与激光光束同轴，平行光束经过它后变成会聚光；一组由多个环形或扇形测量单元组成的光电探测器，位于傅里叶透镜的焦平面上，中心位于透镜焦点。当样品池内没有被测颗粒时，入射光全部聚焦到光电探测器的中心；当样品池内有样品颗粒时，激光将发生散射现象，一部分光与光轴成一定角度向外扩散，大颗粒引发的散射光的散射角小，小颗粒引发的散射光的散射角大，散射光将被聚焦到其他测量单元上。 激光粒度仪的测量下限取决于仪器可测量的最大散射角度。单光束光粒度仪结构简单，应用广泛，是目前国内外经济型激光粒度仪普遍采用的技术。但是由于样品池玻璃的反射和折射原因，存在全反射现象，当测量介质为水时，仪器可测量的前向最大散射角度为48. 8度，后向最大散射角度为131. 2度，这一特点限定了仪器的测量下限，导致其量程较小。为了降低仪器测量下限，近年来，出现了双光束激光粒度仪，是对单光束激光粒度仪的改进设计，即增加一个入射光束，与主光轴成一定角度，可以克服样品池的干扰，消除全反射现象，增大仪器可测量的散射角度，从而扩大了量程。目前的双光束激光粒度都采用双光源双光束，即使用两个激光器产生两个成一定角度的光束照射样品池，结构复杂，成本高，两个光源光学特性的差异也会对测量精度带来影响。目前尚未见有单光源双光束激光粒度仪的报道。
技术实现思路
1.本技术的目的在于针对现有单光束激光粒度仪测量下限小、双光源双光束激光粒度仪结构复杂、两个光源光学特性不一致的问题，提出一种使用单一光源产生特性完全一致的、成一定角度的两条光束的单光源双光束激光粒度仪。单光源双光束激光粒度仪，包括激光器、激光分光镜、反射镜、样品池、傅里叶透镜、前向光电探测器和侧向光电探测器，其特征是激光器发出的平行光经过激光分光镜和反射镜产生两束波长、光强完全相同的成一定角度的光束，照射到样品池上，散射光经过傅里叶透镜后会聚，照射到前向光电探测器和侧向光电探测器上。本技术所采用的主要技术方案是本技术一种单光源双光束激光粒度仪，包括激光器1、激光分光镜2、反射镜8、样品池4、傅里叶透镜10、前向光电探测器6和侧向光电探测器5部分。激光器的光束经过滤波、扩束、准直后以平行光射出，经过激光分光镜，分出一束与主光束垂直的光束二，主光束沿着主光轴的方向照射到样品池上，光束二经反射镜反射， 成一定角度照射到样品池上；粉体样品的散射光经过傅里叶透镜后会聚，照射到前向光电探测器和侧向光电探测器上。由于光束二不是垂直而是以一定角度照射到样品池上，就克服了全反射现象，消除了样品池折射与反射造成的干扰，增大了仪器可测量的散射角度，从而降低了仪器测量下限。采用透过光与反射光光强比为1 1的立方体半反射镜做为激光分光镜，保证照射样品池的两束光光强完全一致。反射镜采用全反平面反射镜，保证分光镜分出的光束二的反射光完全以平行光照射到样品池上，保证照射样品池的两束光光强完全一致。将仪器的光电探测器分为前向光电探测器和侧向光电探测器两组，均为多个测量单元组成的光电探测器阵列。小角度的散射光被前向光电探测器接收，大角度的散射光被侧向光电探测器5接收，保证仪器在增大可测量散射光角度的同时，不增加仪器体积。本技术的有益效果是，由于本技术采用同一光源经过半反射激光分光镜和全反平面反射镜产生两束波长、光强完全相同的成一定角度的光束，克服了全反射现象， 增大了仪器可测量的散射角度，降低了仪器测量下限；同时两束光的一致性非常好，克服了光源特性差异对测量的影响。具有结构简单、紧凑、测量精度高、成本较低等特点。附图说明附图是本技术的光路结构示意图。具体实施方式结合附图详细说明本技术的结构原理本技术一种单光源双光束激光粒度仪，包括激光器1、激光分光镜2、反射镜 8、样品池4、傅里叶透镜10、前向光电探测器6和侧向光电探测器5，前向光电探测器6和侧向光电探测器5均为多个测量单元组成的光电探测器阵列。激光器1光束经过滤波、扩束、准直后以平行光射出，依照光路前进方向，在激光器1后面，与主光轴3垂直，依次安装激光分光镜2、样品池4、傅里叶透镜10、前向光电探测器6，其中傅里叶透镜10和前向光电探测器6中心均在主光轴上，前向光电探测器6位于傅里叶透镜10的焦平面上。在激光分光镜2的一侧，与激光分光镜2并列安装有反射镜 8 ；另一侧靠近前向光电探测器6的位置安装有侧向光电探测器5。激光器1发出的平行光束经过激光分光镜2，分成两束光，即沿主光轴3方向的主光束9和与主光轴3垂直的光束二 7，主光束9沿着主光轴3的方向照射到样品池4上，光束二 7照射到反射镜8上，调整反射镜8的角度，使光束二 7的反射光与主光束9照射到样品池4同一位置上。粉体样品的散射光经过傅里叶透镜后会聚，照射到光电探测器上。小角度的散射光被前向光电探测器6接收，大角度的散射光被侧向光电探测器5接收。调整反射镜8的位置和角度，可以改变可测量的最大散射角度。光电探测器接收到的信号经计算机处理后，根据米氏散射理论即可计算出粉体的粒度分布。权利要求1.一种单光源双光束激光粒度仪，包括激光器、激光分光镜、反射镜、样品池、傅里叶透镜、前向光电探测器和侧向光电探测器，其特征是激光器发出的平行光经过激光分光镜和反射镜产生两束波长、光强完全相同的成一定角度的光束，照射到样品池上，散射光经过傅里叶透镜后会聚，照射到前向光电探测器和侧向光电探测器上。2.根据权利要求1所述的一种单光源双光束激光粒度仪，其特征是激光分光镜为透过光与反射光光强比为11的立方体半反射镜。3.根据权利要求1所述的一种单光源双光束激光粒度仪，其特征是反射镜为全反平面反射镜。4.根据权利要求1所述的一种单光源双光束激光粒度仪，其特征是光电探测器分为前向光电探测器和侧向光电探测器两组，均为多个测量单元组成的光电探测器阵列。专利摘要本技术一种单光源双光束激光粒度仪，其结构由激光器、激光分光镜、反射镜、样品池、傅里叶透镜、前向光电探测器和侧向光电探测器构成。激光器发出的平行光，经过半反射激光分光镜和全反平面反射镜产生两束波长、光强完全相同的成一定角度的光束，照射到样品池上；粉体样品的散射光经过傅里叶透镜后会聚，照射到前向光电探测器和侧向光电探测器上。本技术克服了样品池产生的全反射现象，增大了仪器可测量的散射角度，降低了仪器测量下限；同时克服了双光源特性差异对测量的影响。具有结构简单、紧凑、测量精度高、成本较低等特点。文档编号G01N15/02GK202210068SQ20112020681公开日2012年5月2日 申请日期2011年6月20日 优先权日2011年6月20日专利技术者范继来 申请人:丹东市百特仪器有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范继来，
申请(专利权)人：丹东市百特仪器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：