[发明专利]一种激光粒度仪及粒度分布测试方法

说明书

本发明公开了一种激光粒度仪，包括：用于发射激光光束的激光光源；用于盛放待测样品的样品池；用于接收所述激光光束穿过所述待测样品后产生的散射光，并将其转换为散射光能量分布图的，表面设置有圆环掩膜板的电荷耦合光电探测器；用于根据所述散射光能量分布图计算所述待测样品的粒度分布的计算器。本发明使用圆环掩膜板的目的是更加直观的获取接收散射光的各个像素点对应的位置，便于根据各个像素点对应的位置对散射光能量能量的提取，进而快速绘制散射光能量分布图，加快计算所述待测样品的粒度分布的运算速度。本发明还提供了一种粒度分布测试方法，具有上述效果。

技术领域

本发明涉及仪器仪表技术领域，特别涉及一种激光粒度仪，还涉及一种粒度分布测试方法。

背景技术

激光粒度仪是根据颗粒能使激光产生衍射或散射得到散射谱测试粒度分布以及颗粒大小的仪器。其具体工作原理如下：由于激光具有很好的单色性和极强的方向性，所以一束平行的激光在没有阻碍的无限空间中将会照射到无限远的地方，并且在传播过程中很少有发散的现象；当光束遇到颗粒阻挡时，一部分光将发生散射现象，散射光的传播方向将与主光束的传播方向形成一个夹角θ。散射理论和实验结果都告诉我们，散射角θ的大小与颗粒的大小有关，颗粒越大，产生的散射光的θ角就越小；颗粒越小，产生的散射光的θ角就越大。与此同时，散射光的强度代表该粒径颗粒的数量。在不同的角度上测量散射光的强度，就可以得到样品的粒度分布了。

现有的技术中，市场上销售的大部分的激光粒度仪产品利用硅光电二极管或者CCD、CMOS等光电原件作为探测器。硅光电二极管探测器可以直接对圆环探测单元接收到的光电信号进行后期的信号处理，缺点是直接利用CCD或CMOS等光电原件，需要在系统中添加对中调整程序，占用计算机运算内存，降低运算速度，操作复杂。

因此，如何提高粒度分布运算速度是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光粒度仪，利用圆环掩膜板获取电荷耦合光电探测器接收散射光的像素点对应的位置，进而提高粒度分布运算速度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种激光粒度仪，包括：

用于发射激光光束的激光光源；

用于盛放待测样品的样品池；

用于接收所述激光光束穿过所述待测样品后产生的散射光，并将其转换为散射光能量分布图，表面设置有圆环掩膜板的电荷耦合光电探测器；

用于根据所述散射光能量分布图计算所述待测样品的粒度分布的计算器。

优选的，在上述激光粒度仪中，所述圆环掩膜板包括多个同心圆环，最小半径圆环的中心与所述电荷耦合光电探测器的光学中心重合。

优选的，在上述激光粒度仪中，还包括设置于所述激光光源与所述样品池之间的准直扩束装置。

优选的，在上述激光粒度仪中，所述准直扩束装置为开普勒式激光扩束装置，包括会聚透镜和准直透镜。

优选的，在上述激光粒度仪中，还包括位于所述会聚透镜的焦点处的空间滤波器。

优选的，在上述激光粒度仪中，还包括设置于所述样品池与所述光电探测器之间的成像透镜，所述成像透镜的焦点与所述光电探测器的中心重合。

本发明还包括一种粒度分布测试方法，包括：

步骤S1：将圆环掩膜板设置于激光粒度仪的电荷耦合光电探测器上，调整最小半径圆环的中心与所述电荷耦合光电探测器的光学中心重合；

步骤S2：激光光源发射的激光光束通过放有待测样品的样品池，形成散射光；

步骤S3：所述电荷耦合光电探测器接收所述散射光，根据所述圆环掩膜板获取接收所述散射光的像素点的坐标；