[发明专利]一种单光束双镜头激光粒度仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉体粒度测量的仪器，尤其涉及一种激光粒度测量仪器。

背景技术

激光粒度仪已经成为目前最流行的粉体粒度测量仪器。在现有的激光粒度仪中，以单光束激光粒度仪最为普遍。它的基本组成是沿着光路前进的方向，通常依次包括：一激光器组件，在激光器组件内包括激光管，用以发射激光；小的汇聚透镜，用以汇聚激光管发出的光束；空间滤波器(针孔)，用以过滤激光束的(空间)高频分量；准直透镜，用以使光束变成平行光。一样品池，该样品池通常与循环系统相连形成回路，样品池是四周密封两端与管路相连的，两个透光面是透明玻璃的，粉体样品(悬浮液)流过样品池时，激光从透光面照射到被测颗粒上就产生散射光，前向散射光从另一个面射出。一傅立叶透镜，散射光通过它汇聚到焦平面上，主光束通过它会聚到焦点上。一组被放置在焦平面上的由多个环形或扇形测量单元组成的光电探测器，其中心点就是傅立叶透镜的焦点，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，由颗粒产生的散射光将被汇聚到焦平面上的其他光电探测器上。一信号放大和传输电路，用以对光电探测器接收的散射信号进行放大和传输。一数据分析和输出装置，通常为计算机，用以分析散射光产生的电信号，进而得出被测样品的粒度分布结果。

目前市场上的激光粒度仪大都是单光束单镜头和多光束多镜头两类。其中单光束单镜头激光粒度仪结构简单，价格便宜，但量程较小，适用领域窄；多光束多镜头激光粒度仪的量程宽，但结构复杂，价格较高。本发明是一种集上述两种类型激光粒度仪的优点于一体的设计，目前尚未见有如本发明所述的单光束双镜头激光粒度仪的报道。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有单光束激光粒度仪量程小和多光束激光粒度仪成本高的缺陷，提出一种结构简单，量程宽，成本低、精度高的激光粒度仪。

本发明所采用的主要技术方案是：

一种单光束双镜头激光粒度仪，包括样品池、透镜、控制系统、循环分散系统，其特征在于：在壳体内样品池的前面置有前向接收透镜，在样品池后面置有后向接收透镜，在后向接收透镜的后面水平安装激光器组件，在后向接收透镜后方焦平面上置有后向光电探测器，在前向接收透镜的前方焦平面上置有前向光电探测器，后向光电探测器和前向光电探测器的信号传输电缆与计算机相联接。

激光器组件是由635nm3mw半导体激光器和两个焦点重合的透镜和针孔的准直系统及发散透镜组成。

本发明的有益效果是，由于本发明是由一个发散的单激光束、两个在光轴上对称放置的透镜以及在两个透镜焦平面上分别放置的两个光电探测器为核心组成的一个结构独特的激光粒度仪。这种激光粒度仪前向散射光的接收角度为0.08～47°，可以测量0.3～2000μm区间的粒度分布；后向散射光的接收角度为133～170°，可以测量0.1～0.3μm区间的粒度分布；将前向小角度探测器上的信号与后向大角度探测器上的信号进行联合处理，可以得到0.1～0.01μm区间的粒度分布，因此系统的最大测试范围达到0.01～2000μm。同时具有光路结构简单，体积小，成本低，测试范围大，散射信号分辨的精度高、测试准确等特点。

附图说明

图1是本发明激光粒度仪的结构示意图

图2是本发明激光粒度仪的结构和光路示意图

图1中：1 激光器组件  2 后向接收透镜  3 样品池  4 前向接收透镜  5 后向光电探测器  6 前向光电探测器  7 壳体  8 计算机

图2中：F1 发散激光光束  F2 后向散射光光束  F3 前向散射光光束

具体实施方式

结合附图详细说明本发明的结构和光路原理：