纳米颗粒粒径测量系统技术方案

本申请提供一种纳米颗粒粒径测量系统，激光光源将激光从入射装置中发出，入射光通过入射光通孔射入散射发生装置。散射发生装置设置有多个入射光通孔与多个出射光通孔。多个入射光通孔与多个所述出射光通孔设置于同一水平面。每个信号探测接收器对应一个所述出射光通孔，用于接收出射光通孔发出的出射光。纳米颗粒粒径测量系统在多个角度上对待测纳米颗粒的同一散射中心进行同时测量，能获得散射中心纳米颗粒的更多有效信息，尤其对于双峰分布的颗粒体系，测量更加准确。此外，纳米颗粒粒径测量系统内设置有偏振光路，通过测量偏振入射光经过散射体后偏振方向的改变，实现对棒状纳米颗粒的长径比的测量求解。

Nanometer particle size measurement system

This application provides a nanometer particle size measurement system. The laser source sends out the laser from the incident device, and the incident light is shot into the scattering device through the incident light hole. The scattering generating device is provided with a plurality of incident light through holes and a plurality of outgoing light through holes. A plurality of incident light holes are arranged on the same horizontal plane with a plurality of outgoing light holes. Each signal detection receiver corresponds to an outgoing light hole, which is used to receive the outgoing light emitted by the exit hole. The measurement system of nanometer particle size is used to measure the same scattering center of nano particles at the same time. It can obtain more effective information of the nanoparticles in the scattering center, especially for the particle system distributed in Shuangfeng. In addition, the polarization path of the particle size measurement system is set in the system. By measuring the polarization direction of the polarized incident light after the scattering, the measurement of the length to diameter ratio of the rod like nanoparticles is achieved.

【技术实现步骤摘要】
纳米颗粒粒径测量系统
本申请涉及测量
，尤其涉及一种纳米颗粒粒径测量系统。
技术介绍
纳米颗粒的粒度测量主要有电子显微镜和基于动态光散射理论而发展的多种动态光散射纳米颗粒粒度测量方法，纳米颗粒在液体中悬浮时，受周边大量液体分子无序的撞击，会产生随机的运动，颗粒的这种运动称为布朗运动。纳米颗粒在液体中做布朗运动时，纳米颗粒的散射光会发生脉动。由于脉动频率的高低与纳米颗粒的扩散系数有关，并且扩散系数与纳米颗粒的粒度大小有关，因此可以采用动态光散射方法来测量纳米颗粒的粒径。但是，传统基于动态光散射方法的纳米颗粒粒径测量系统通常采用单角度测量或者改变角度测量。单角度测量对宽分散、或者双峰分散的颗粒体系测量不准确，并且变角度测量不能同时获得来自同一散射中心的颗粒散射规律，导致多角度测量分析不够准确。所以，传统的纳米颗粒粒径测量系统的采样时间要求较长且角度调整麻烦，测量精度较低。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统纳米颗粒粒径测量系统采样时间长、测量精度低的问题，提供一种多角度同时测量的纳米颗粒粒径测量系统，同时可在多角度上设置偏振光路，以分析获取纳米颗粒长径比信息。本申请提供一种纳米颗粒粒径测量系统包括光入射装置、散射发生装置、多个信号探测接收器、多个光子计数器以及支承装置。所述光入射装置用以改变入射光的入射角度。所述散射发生装置设置有多个入射光通孔与多个出射光通孔。入射光通过所述入射光通孔射入所述散射发生装置。所述多个入射光通孔与所述多个出射光通孔设置于同一水平面。所述多个入射光通孔与所述多个出射光通孔的轴线相交于同一中心点。所述多个信号探测接收器安装于所述散射发生装置。每个所述信号探测接收器对应一个所述出射光通孔，用于接收所述出射光通孔发出的出射光。每个所述光子计数器与一个所述信号探测接收器连接，用以检测光脉冲信号功率。所述支承装置与所述光入射装置可拆卸连接，所述支承装置与所述散射发生装置可拆卸连接。所述支承装置与多个所述光子计数器可拆卸连接。在其中一个实施例中，所述光入射装置包括底座、伸缩轴、支撑板以及光纤接口。所述底座安装于所述支承装置，所述底座开设有水平移动槽。所述伸缩轴设置于所述水平移动槽内，并能够在所述水平移动槽内移动。所述支撑板开设有第一孔位。所述伸缩轴嵌套于所述第一孔位。所述光纤接口固定设置于所述支撑板，用以光纤连接激光光源。在其中一个实施例中，所述光入射装置还包括偏振滤波器框架。所述偏振滤波器框架固定设置于所述支撑板。所述偏振滤波器框架设置于所述光纤接口靠近所述入射光通孔一端，用以放置偏振滤波器。在其中一个实施例中，所述散射发生装置包括暗箱、温控器、样品台以及暗箱底座。所述暗箱包括第一环形侧板。所述第一环形侧板包围形成一个具有第一开口的第一收纳空间。所述多个入射光通孔设置于所述第一环形侧板。所述多个出射光通孔设置于所述第一环形侧板，且所述多个入射光通孔与所述多个出射光通孔设置于同一水平面。所述温控器设置于所述第一收纳空间，用以控制温度平衡。所述暗箱与所述温控器之间设置有绝缘垫。所述温控器包括辐射套筒。所述辐射套筒包围形成具有第二开口的第二收纳空间。所述样品台设置于所述第二收纳空间，用以放置样品池，且所述样品台与所述暗箱同轴设置。所述暗箱底座与所述暗箱可拆卸连接，所述暗箱底座与所述样品台可拆卸连接。所述暗箱底座开设有第二孔位，用以将所述暗箱固定于所述支承装置。在其中一个实施例中，所述暗箱还包括端盖、环形板以及第二环形侧板。所述端盖与所述第一开口匹配设置，用以将所述第一收纳空间避光密封。所述环形板与所述第一环形侧板远离所述第一开口的一端固定连接。所述环形板向靠近所述样品台方向延伸。所述环形板向远离所述样品台方向延伸。所述环形板远离所述样品台的一端开设有多个第三孔位，用以将所述散射发生装置固定于所述支承装置。所述第二环形侧板与所述环形板靠近所述样品台的一端固定连接，所述第二环形侧板与所述第一环形侧板平行。所述第二环形侧板与所述暗箱底座可拆卸连接。在其中一个实施例中，所述温控器还包括控制单元、加热电阻片以及第一温度传感器。所述控制单元用以控制所述温控器的温度设置，实现温度平衡稳定。所述加热电阻片与所述控制器电连接。所述加热电阻片设置于所述辐射套筒远离所述样品台的表面。所述第一温度传感器与所述控制器电连接。所述辐射套筒开设有第四孔位。所述第一温度传感器设置于所述第四孔位，用以监测所述辐射套筒的温度。所述第二温度传感器与所述控制器电连接。所述第二温度传感器设置于所述样品池中，用以监测所述样品池的温度。在其中一个实施例中，所述样品台中央开设有凹槽，用以将所述样品池与所述暗箱同轴设置。在其中一个实施例中，每个所述信号探测接收器包括接收器外壳、接收器第一端口、远离所述出射光通孔设置的接收器第二端口、光阑组以及透镜。所述接收器外壳包围形成一个第三收纳空间。所述接收器第一端口与所述出射光通孔连接。远离所述出射光通孔设置的接收器第二端口与每个所述光子计数器可拆卸连接。所述光阑组靠近所述接收器第一端口设置，用以实现散射信号高度自相关。所述透镜设置于所述光阑组与所述接收器第二端口之间。在其中一个实施例中，每个所述信号探测接收器还包括偏振器。所述偏振器设置于所述接收器第二端口与所述透镜之间，用以滤除散射信号中的垂直偏振光。所述透镜设置于所述光阑组与所述偏振器之间，并沿同一条光路方向设置。在其中一个实施例中，所述纳米颗粒粒径测量系统还包括相关器。所述相关器设置有多个通道。每个所述通道与每个所述光子计数器光纤连接，用以获得多个散射角度的光强自相关函数。所述相关器与所述支承装置可拆卸连接。本申请实施例提供的纳米颗粒粒径测量系统在使用时，所述激光光源将激光从所述入射装置中发出，入射光通过所述入射光通孔射入所述散射发生装置。所述散射发生装置设置有多个入射光通孔与多个出射光通孔。所述多个入射光通孔与所述多个所述出射光通孔设置于同一水平面，用以将入射光与散射光相交于同一中心点。每个所述信号探测接收器对应一个所述出射光通孔，用于接收所述出射光通孔发出的出射光。所述纳米颗粒粒径测量系统在多个角度上对待测纳米颗粒的同一散射中心进行同时测量，能获得散射中心纳米颗粒的更多有效信息，尤其对于双峰分布的颗粒体系，测量更加准确。并且，所述纳米颗粒粒径测量系统不需要每次检测时重新根据角度对获得的相关数据进行计算处理，使得所述纳米颗粒粒径测量系统的采样时间短，同时提高了测量精度。附图说明图1为本申请提供的纳米颗粒粒径测量系统结构示意图；图2为本申请提供的纳米颗粒粒径测量系统的光入射装置示意图；图3为本申请提供的纳米颗粒粒径测量系统的支撑结构示意图；图4为本申请提供的纳米颗粒粒径测量系统的切面结构示意图；图5为本申请提供的纳米颗粒粒径测量系统的散射发生装置示意图；图6为本申请提供的纳米颗粒粒径测量系统的散射发生装置示意图；图7为本申请提供的纳米颗粒粒径测量系统的温控结构示意图；图8为本申请提供的纳米颗粒粒径测量系统的信号探测接收器的结构示意图；图9为本申请提供的纳米颗粒粒径测量系统的棒状颗粒光路示意图；图10为本申请提供的纳米颗粒粒径测量系统的球体颗粒光路示意图。附图标记说明纳米颗粒粒径测量系统100、激光光源10、光入射装置20、底座2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米颗粒粒径测量系统，其特征在于，包括：光入射装置(20)，用以改变入射光的入射角度；散射发生装置(30)，所述散射发生装置(30)设置有多个入射光通孔(310)与多个出射光通孔(320)，入射光通过所述入射光通孔(310)射入所述散射发生装置(30)，所述多个入射光通孔(310)与所述多个所述出射光通孔(320)设置于同一水平面，且所述多个入射光通孔(310)与所述多个出射光通孔(320)的轴线相交于同一中心点；多个信号探测接收器(40)，安装于所述散射发生装置(30)，每个所述信号探测接收器(40)对应一个所述出射光通孔(320)，用于接收所述出射光通孔(320)发出的出射光；多个光子计数器(50)，每个所述光子计数器(50)与一个所述信号探测接收器(40)连接，用以检测光脉冲信号功率；以及支承装置(70)，所述支承装置(70)与所述光入射装置(20)可拆卸连接，所述支承装置(70)与所述散射发生装置(30)可拆卸连接，所述支承装置(70)与多个所述光子计数器(50)可拆卸连接。

【技术特征摘要】
1.一种纳米颗粒粒径测量系统，其特征在于，包括：光入射装置(20)，用以改变入射光的入射角度；散射发生装置(30)，所述散射发生装置(30)设置有多个入射光通孔(310)与多个出射光通孔(320)，入射光通过所述入射光通孔(310)射入所述散射发生装置(30)，所述多个入射光通孔(310)与所述多个所述出射光通孔(320)设置于同一水平面，且所述多个入射光通孔(310)与所述多个出射光通孔(320)的轴线相交于同一中心点；多个信号探测接收器(40)，安装于所述散射发生装置(30)，每个所述信号探测接收器(40)对应一个所述出射光通孔(320)，用于接收所述出射光通孔(320)发出的出射光；多个光子计数器(50)，每个所述光子计数器(50)与一个所述信号探测接收器(40)连接，用以检测光脉冲信号功率；以及支承装置(70)，所述支承装置(70)与所述光入射装置(20)可拆卸连接，所述支承装置(70)与所述散射发生装置(30)可拆卸连接，所述支承装置(70)与多个所述光子计数器(50)可拆卸连接。2.如权利要求1所述的纳米颗粒粒径测量系统，其特征在于，所述光入射装置(20)包括：底座(210)，安装于所述支承装置(70)，所述底座(210)开设有水平移动槽(220)；伸缩轴(230)，设置于所述水平移动槽(220)内，并能够在所述水平移动槽(220)内移动；支撑板(240)，开设有第一孔位(241)，所述伸缩轴(230)嵌套于所述第一孔位(241)；以及光纤接口(250)，固定设置于所述支撑板(240)，用以光纤连接激光光源(10)。3.如权利要求2所述的纳米颗粒粒径测量系统，其特征在于，所述光入射装置(20)还包括：偏振滤波器框架(260)，固定设置于所述支撑板(240)，所述偏振滤波器框架(260)设置于所述光纤接口(250)靠近所述入射光通孔(310)一端，用以放置偏振滤波器。4.如权利要求1所述的纳米颗粒粒径测量系统，其特征在于，所述散射发生装置(30)包括：暗箱(330)，包括第一环形侧板(331)，所述第一环形侧板(331)包围形成一个具有第一开口(332)的第一收纳空间(333)，所述多个入射光通孔(310)设置于所述第一环形侧板(331)，所述多个出射光通孔(320)设置于所述第一环形侧板(331)，且所述多个入射光通孔(310)与所述多个出射光通孔(320)设置于同一水平面；温控器(340)，设置于所述第一收纳空间(333)，用以控制温度平衡，所述暗箱(330)与所述温控器(340)之间设置有绝缘垫(338)，所述温控器(340)包括辐射套筒(341)，所述辐射套筒(341)包围形成具有第二开口(342)的第二收纳空间(343)；样品台(350)，设置于所述第二收纳空间(343)，用以放置样品池，且所述样品台(350)与所述暗箱(330)同轴设置；以及暗箱底座(360)，与所述暗箱(330)可拆卸连接，所述暗箱底座(360)与所述样品台(350)可拆卸连接，所述暗箱底座(360)开设有第二孔位(361)，用以将所述暗箱(33...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄鹭，高思田，施玉书，李伟，李琪，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11