[发明专利]一种颗粒球形度同轴数字全息检测装置及检测方法

说明书

本发明属于颗粒球形度测量技术领域，具体地讲涉及一种颗粒球形度同轴数字全息检测装置及检测方法。本装置包括沿着光照方向依次顺序布置的激光光源、滤光片、准直扩束器、颗粒样品池、显微镜、阵列式检测器；所述颗粒样品池置于旋转台上；所述阵列式检测器连接计算机。本装置采用光学同轴数字全息技术构造出颗粒的多个二维截面投影，并对多个二维截面投影进行椭圆拟合，即可实现对颗粒的颗粒球形度的检测。由于本发明利用了同轴数字全息技术的特点，同时配合颗粒样品池的旋转，可实现大量颗粒球形度的快速检测，从而在实现了颗粒球形度检测装置的结构简单化的同时实现了颗粒球形度检测的快速化。

技术领域

本发明属于颗粒球形度测量技术领域，具体地讲涉及一种颗粒球形度同轴数字全息检测装置及检测方法。

背景技术

颗粒球形度是指不规则颗粒与球形颗粒之间的接近程度，它是颗粒的基本参数之一。球形度对颗粒粉体的物理性能、化学性能、输运性能和工艺性能有很大的影响，因此，进行颗粒球形度的测量具有重大应用和科学意义。颗粒球形度传统检测方法如沉降法和激光衍射法只能获得粒子的等效直径，即粒度信息，无法获得确切的形状信息；而传统检测方法如显微成像法存在采样时间长、操作繁琐等缺点，用于实时测量时，只能对物镜像面位置处的粒子进行分析，而且属于二维检测，很难区分圆片状粒子和球状粒子有何差别。

发明内容

根据现有技术中存在的问题，本发明的目的之一是提供了一种颗粒球形度同轴数字全息检测装置，本装置采用光学全息技术构造出颗粒的多个二维截面投影，并对多个二维截面投影进行椭圆拟合，即可实现对颗粒的颗粒球形度的检测，同时实现了颗粒球形度检测装置的结构简单化以及检测快速化。

本发明采用以下技术方案：

一种颗粒球形度同轴数字全息检测装置，包括沿着光照方向依次顺序布置的激光光源、滤光片、准直扩束器、颗粒样品池、显微镜、阵列式检测器；所述颗粒样品池置于旋转台上；所述阵列式检测器连接计算机。

优选的，所述激光光源、滤光片、准直扩束器、颗粒样品池、显微镜、阵列式检测器的中心点均处于一条直线上；所述旋转台为电控旋转台，此电控旋转台与计算机电连接；所述颗粒样品池可随所述旋转台绕旋转台的中心轴旋转。

优选的，所述激光光源为单色性的相干光源；所述滤光片使用带通滤光片；所述准直扩束器用于将激光光源发出的光束进行扩束和准直，使得光束的照射面积略大于所述阵列式检测器的面积。

优选的，所述旋转台带动所述颗粒样品池转动，改变所述颗粒样品池中的颗粒相对于光束投射方向的位置，从而产生同一颗粒相对于不同角度光束投射方向下的干涉条纹；所述显微镜用于放大所述干涉条纹，提高分辨率；所述阵列式检测器检测干涉条纹的光强信号，记录同一颗粒对应于不同角度光束投射方向下的全息图数据，并将所述全息图数据传送到所述计算机；所述计算机根据同一颗粒对应于不同角度光束投射方向的全息图数据，利用计算机模拟光学衍射过程，构造出此颗粒对应于不同角度光束投射方向的二维截面投影，对每一个二维截面投影均进行椭圆拟合并计算椭圆系数，所述椭圆系数即为拟合得到的椭圆的短轴与长轴之比，然后取多个二维截面投影的椭圆系数的平均值，即可实现对此颗粒的颗粒球形度的检测。

所述旋转台采用步进的控制方式，旋转台每转动一个角度，所述阵列式检测器便可获取该角度下的颗粒的全息图数据；且所述旋转台和所述阵列式检测器通过信号同步控制器实现同步。

优选的，所述颗粒样品池内添加使颗粒充分分散的酒精。

优选的，所述颗粒样品池内的颗粒密度控制在1个/mm³。

本发明还提供了一种采用前述颗粒球形度同轴数字全息检测装置的检测方法,包括如下步骤：