粒子尺寸分布測量儀的製作方法

2023-09-19 08:24:30 1

專利名稱：粒子尺寸分布測量儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種測量懸浮在流體介質中的粒子尺寸分布的儀器，該儀器通過分析被這些粒子散射或衍射的雷射束產生的光線分布強度來測量粒子尺寸分布。
這樣的一種測量粒子尺寸分布的儀器主要包括一個雷射束系統，一個液流透明槽，一個傅立葉變換透鏡，一組同心布置的普通半圓弧形光檢測器和一個計算機。使那些待測尺寸分布的粒子懸浮液流過上述的液流槽。使雷射束系統發射的雷射束照射液流槽，在液流槽中流動的粒子使雷射束沿各個方向散射或衍射。被散射或衍射的某些光線由傅立葉變換透鏡聚焦在上述的那些弧形光檢測器上，計算機按照由米氏(Mie)散射理論或夫琅和費衍射理論推導出的算法對來自這些光檢測器上的輸出信號進行處理。在這種粒子尺布分布的測量方法中，大尺寸的粒子引起的散射或衍射線強度分布峰將出現在比較小的角度上。而對比較大的粒子側的測量極限原則上由那些弧形光檢測器中最裡面的那個半徑(以及根據液流槽和光檢測器之間的距離)來確定。在這種情況下，如果所研究的粒子中含有大量過大的粒子時，為了精確地測量粒子尺寸的分布，自然應該採用適當的測量儀器來代替這種測量儀器。可是，這種測量粒子尺寸分布儀器有一個嚴重的缺點即使在這些粒子中只含有少量過大尺寸粒子時，其中的這些大尺寸的粒子也基本上被置於測量範圍之外。
本發明的目的是要解決通常的光散射/衍射型粒子尺寸分布測量儀器所存在的上述缺點，並提供一種改進的新型測量粒子尺寸分布的儀器，以便能至少檢測過大尺寸粒子的存在。
本發明的另一目的是構成一種新型改進的測量粒子分布儀器，而不需採用任何複雜的元器件。
為達到上述目的，本發明的儀器在結構上與通常的儀器的不同點僅在於在那組同心布置的弧形光檢測器的中心處裝有一個用於檢測直接透射過液流槽、而沒有被衍射或散射的雷射束分量。
下面參考附圖進一步詳細說明本發明，其中

圖1為本發明的一個實施例的基本構成的側面示意圖;
圖2示出了用於圖1中所示實施例中的一組弧形檢測器;
圖3示出了從裝在圖2所示的那組弧形光檢測器中的中心光檢測器上輸出的信號曲線圖;
圖4示出了直接透射過液流槽的雷射束分量。
參考圖1，該圖示出了本發明的一個實施例的總體構成，由雷射器1發出的一光束經一光束擴展系統2調整成具有一預定直徑的雷射束B，然後射入裝有流動的樣品的粒子懸浮液的液流槽3，當液流槽3受雷射束B照射時，那些粒子使雷射束13沿著各個方向散射或衍射。某些散射或衍射光線經一個傅立葉變換透鏡4聚焦到同心地布置在檢測板5a(參考圖2)上的那些弧形光檢測器5上，來自那些弧形光檢測量的輸出信號被計算機10根據由米氏散射或夫琅和費衍射理論所導出的公知的算法有目的地處理後由計算機10給出粒子尺寸的分布。
本發明除了能完成上述的已知的測量粒子尺寸分布的功能外，還提供了一種檢測用散射或衍射法所不能檢測的過大粒子尺寸的功能，參考圖2，該圖示出了檢測器板5a的結構，除上述的那些弧形光檢測器5外還裝有一個中心光檢測器6，該中心光檢測器定位在那些弧形光檢測器的中心處。中心光檢測器檢測直接透射過液流槽3的雷射束分量，這個雷射束分量未受到散射或衍射。如圖3所示，每當一個過大的粒子通過直接透射過液流槽3的光束時，中心光檢測器的輸出就出現一個下凹。
設該光束的橫截面為Sb，來自中心光檢測量6的滿的和下凹輸出分別為A和B(圖3)，其中的A和B的數值通過下面公式Sp＝ (A-B)/(A) ×Sb與通過的大粒子的橫截面積Sp相聯繫。
因此，該粒子的直徑Dp由下面的公式給出Dp=A-BADb]]>其中Db為光束的直徑。
儘管在確定雷射束B的直徑時，需要考慮傅立葉變換透鏡4的直徑、能檢測到的最大散射角或衍射角、以及液流槽3與透鏡4之間的距離，但是本發明最好還是要選擇儘可能細的光束，這從上面的那兩個公式可以容易看出。
權利要求
1.一種測量粒子尺寸分布的儀器主要包括雷射束系統(1、2)，一個液流槽(3)，一個傅立葉變換透鏡(4)，一組(5a)弧形光檢測器(5)和一個計算機(10)，其特徵在於，除上述那些弧形光檢測器(5)外還裝有一個中心光檢測器(6)。
全文摘要
一種在結構上能測量過大尺寸粒子的粒子尺寸分布測量儀。
文檔編號G01N15/02GK1059792SQ9110528
公開日1992年3月25日 申請日期1991年6月29日 優先權日1990年6月29日
發明者丹羽猛 申請人:株式會社島津製作所