[发明专利]动态光散射颗粒测量多角度光纤探头及检测方法

说明书

技术领域

动态光散射颗粒测量多角度光纤探头及检测方法，属于动态光散射纳米颗粒检测装置领域。

背景技术

亚微米与纳米颗粒的粒度及分布是表征其性能的主要参数，因此对这些参数的测量具有重要意义。动态光散射技术是进行亚微米及纳米颗粒粒度测量的有效方法。在动态光散射颗粒测量技术中，广泛采用的是光子相关光谱法，该方法是在某一固定的空间位置，使用光电探测器接收散射光进行检测。但由于散射光极其微弱，光电探测器只能接收到离散的光子脉冲，同时在输出端输出相应的电脉冲，并将脉冲信号送入光子相关器，光子相关器对脉冲信号做自相关运算后，送入计算机进行处理，来获取颗粒的平均粒径及其粒度分布。光子相关光谱技术由于具有测量速度快、重复性好、对样品无损伤等优点而被广泛采用，成为纳米颗粒表征的标准手段，目前该技术已经深入到了物理、化学、医学和生物学等各个领域。

但传统的动态光散射光路复杂，导致整个测量装置体积较大，且由于散射光在空气中传输，容易受灰尘、外界光线以及振动的干扰，导致系统的信噪比较低，光子相关器输出的相关函数品质下降，从而得不到可信的测量结果，致使传统的动态光散射装置仅适用于实验室，不能用于工业在线测量。并且，现有的动态光散射装置的光路，探头位置固定，只能对固定角度进行检测，不能根据需要进行调节，在检测试验过程中带来许多不便，已不能满足动态光散射颗粒测量的试验需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种改变光路传输、信噪比高、适用于工业在线测量，且可进行多角度检测的动态光散射颗粒测量光纤探头及检测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该动态光散射颗粒测量多角度光纤探头，其特征在于：包括外壳体、光纤、透镜和角度调整机构，外壳体内并排安装发射透镜和接收透镜，发射透镜和接收透镜一端对应连接发射光纤和接收光纤，发射透镜和接收透镜两侧设有角度调整机构，通过同时调整两透镜倾斜角度来调整两透镜之间的夹角，角度调整机构固定端可转动，并套装固定在外壳体的外侧，拉伸端穿过外壳体分别连接发射透镜和接收透镜，并可通过拉伸端同时带动两透镜偏离中心轴线位置。

光纤和透镜形成的光路传播路径都密闭在外壳体内，简化了动态光散射装置的光路结构，同时又避免了散射光在空气中传输，容易受灰尘、外界光线以及振动的干扰，导致系统的信噪比较低的问题；同时在两组透镜之间增设角度调整机构，通过角度调整机构对发射光路和接收光路之间的夹角进行自由调整，能以最优散射角检测散射光，提高了检测数据的准确性。

所述的发射透镜和接收透镜为自聚焦透镜，发射透镜和接收透镜一端分别通过转动轴承安装在外壳体内一侧，发射透镜和接收透镜平行安装。转动轴承采用富有弹性的材料制成，同时还起到密封隔离的作用。

所述的角度调整机构包括螺母、垫圈、调节螺母、齿条和拉绳，螺母、垫圈和调节螺母顺序套装在外壳体外壁上，调节螺母一侧通过环形螺纹啮合连接齿条，齿条活动安装在齿条安装槽内，齿条安装槽内侧固定安装在外壳体外部，齿条内部两侧分别通过拉伸结构连接发射透镜和接收透镜同一侧的端部。

齿条外侧还可设置刻度，用于指示发射透镜和接收透镜偏离原位置的角度，发射透镜和接收透镜分别偏离的角度之和就是发射透镜和接收透镜之间的夹角。

所述的拉伸结构包括拉绳和拉簧，拉绳设有两段，分别连接齿条内部两侧与发射透镜和接收透镜，拉簧固定安装在发射透镜和接收透镜之间。

所述的拉伸结构包括三组拉簧，其中两组拉簧对称设置，分别用于齿条内部两侧与发射透镜和接收透镜之间的对称连接，另外一组拉簧固定安装在发射透镜和接收透镜之间。

所述的外壳体内设有安装支架，光纤、透镜和角度调整机构通过安装支架安装在外壳体内，在外壳体与安装支架之间设有隔离样品池和透镜的工字型设置的隔膜。隔膜的设置为了实现光纤探头的角度偏移。

一种利用上述的动态光散射颗粒测量多角度光纤探头的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、发射光纤穿出外壳体通过光纤耦合器连接激光器，接收光纤连接光电倍增管，光电倍增管信号输出给光子相关器，光子相关器连接计算机；

b、发射光纤和接收光纤的尾端均靠近样品池的容器壁上，且在连接处设有连通孔，调整角度调整机构的拉伸端的位置和拉伸距离，通过角度调整机构的拉伸端调整发射透镜和接收透镜之间的转动夹角；