一种基于激光粒度仪的探测器制造技术

本申请公开了一种基于激光粒度仪的探测器，包括多个扇形探测区域，扇形探测区域包括：用于接收光信号的扇环形感光面；用于将扇环形感光面隔离的环形绝缘沟道；其中，至少两个相邻的扇形探测区域中的所述扇环形感光面相错分布。在本发明专利技术中将基于激光粒度仪的圆形探测器，平均划分成多个区域后得到多个扇形探测区域，在每个扇形探测区域中，至少两个相邻的所述扇形探测区域中的所述扇环形感光面相错分布，即其内部的扇环形感光面与绝缘沟道之间的比例全不相同。由于散射光在光电探测器上的位置与被测颗粒粒径是一一对应的关系，能够将一个完整的圆形探测器中尽可能划分更多的接收散射光的扇环形感光面，提高光电探测器对颗粒粒径范围的测量精度。

Detector based on Laser Particle Sizer

The invention discloses a laser particle sizer based detector, comprising a plurality of sector detection area, sector detection area includes: for an annular photosensitive surface receiving the optical signal; for annular annular channel isolation insulating photosensitive surface; wherein at least two adjacent fan shape detection in the area of the fan the photosensitive surface fault distribution ring. The circular detector of laser particle sizer based on the invention, the average divided into a plurality of regions obtained after multiple sector detection area, in each sector detection area, at least two of the segment adjacent detection area in the annular distribution between the photosensitive surface fault, an annular photosensitive surface of the internal with the insulation channel proportion is the same. Due to the location of the scattering light on the photodetector and the measured particle particle size is one-to-one correspondence, can be an annular photosensitive surface of a complete circular detector division receiving scattered light more as far as possible, improve the measurement accuracy of photoelectric detector of particle size range.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设计仪器仪表
，特别涉及一种基于激光粒度仪的探测器。
技术介绍
目前，市场上销售的大部分的激光粒度仪产品多以可见光激光器作为照明光源、呈圆环或扇形排列的硅光电二极管阵列作为接收光束的光电探测器(又称为硅光电池)，现有的硅光电池包括感光面与绝缘沟道，使得感光面被绝缘沟道分割形成圆环状的感光面，由于到达光电探测器表面的散射光在光电探测器上的位置与被测颗粒粒径是一一对应的关系，因此，不同圆环的感光面对应不同的颗粒粒径范围，通过判断散射光落在不同圆环的感光面上来得知粒径落在哪一个粒径区域范围内。然而，划分感光面的数量主要由现今光刻技术的发展局限和数字信号处理技术决定的，光刻技术决定了感光面间的绝缘沟道的宽度，数字信号处理技术和探测器自身的技术指标决定了感光面的大小。传统激光粒度仪中的光电探测器一般为一个完整的半圆或扇形，其感光面11与绝缘沟道12之间的分布如图1所示。现有的光刻技术是指在光照作用下，借助光致抗蚀剂(又名光刻胶)将掩膜版上的图形转移到基片上的技术。其主要过程为：首先紫外光通过掩膜版照射到附有一层光刻胶薄膜的基片表面，引起曝光区域的光刻胶发生化学反应；再通过显影技术溶解去除曝光区域或未曝光区域的光刻胶(前者称正性光刻胶，后者称负性光刻胶)，使掩膜版上的图形被复制到光刻胶薄膜上；最后利用刻蚀技术将图形转移到基片上。目前的光刻技术能够将绝缘沟道的尺寸只能做到20微米左右，探测器的精细划分受其影响较深。然而，当感光面被划分的十分细小的时候，提取的光电信号极易被系统噪声湮没，并且感光面划分的更细，即圆环数量增加，那么运算量增大，测量时间更长。所以，现有技术中的光电探测器划分的感光区的数量有限，对颗粒粒径范围的测量精度有限，只能较为粗略的测量待测样品的粒径范围。因此，如何提高光电探测器对颗粒粒径范围的测量精度是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于激光粒度仪的探测器，提高光电探测器对颗粒粒径范围的测量精度。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于激光粒度仪的探测器，包括：多个扇形探测区域，所述扇形探测区域包括：用于接收光信号的扇环形感光面；用于将所述扇环形感光面隔离的绝缘沟道；其中，至少两个相邻的所述扇形探测区域中的所述扇环形感光面相错分布。优选的，在上述基于激光粒度仪的探测器中，每个所述扇形探测区域中最外围的所述扇环形感光面的外径相同。优选的，在上述基于激光粒度仪的探测器中，所述扇形探测区域的个数为偶数。优选的，在上述基于激光粒度仪的探测器中，所述扇形探测区域的数量为四个，所述扇形探测区域的圆心角为90°。优选的，在上述基于激光粒度仪的探测器中，所述扇形探测区域包括均匀分布的四个所述扇环形感光面。优选的，在上述基于激光粒度仪的探测器中，所述扇形探测区域的数量为六个，所述扇形探测区域的圆心角为60°。优选的，在上述基于激光粒度仪的探测器中，所述扇形探测区域包括均匀分布的三个扇环形感光面。优选的，在上述基于激光粒度仪的探测器中，所述扇形探测区域的数量为八个，所述扇形探测区域的圆心角为45°。优选的，在上述基于激光粒度仪的探测器中，所述扇形探测区域包括均匀分布的三个扇环形感光面。本专利技术提供的一种基于激光粒度仪的探测器，包括多个扇形探测区域，所述扇形探测区域包括：用于接收光信号的扇环形感光面；用于将所述扇环形感光面隔离的环形绝缘沟道；其中，至少两个相邻的所述扇形探测区域中的所述扇环形感光面相错分布。在本专利技术中将基于激光粒度仪的圆形探测器，平均划分成多个区域后得到多个扇形探测区域，在每个扇形探测区域中，至少两个相邻的所述扇形探测区域中的所述扇环形感光面相错分布，即其内部的扇环形感光面与绝缘沟道之间的比例全不相同。由于散射光在光电探测器上的位置与被测颗粒粒径是一一对应的关系，能够将一个完整的圆形探测器中尽可能划分更多的接收散射光的扇环形感光面，提高光电探测器对颗粒粒径范围的测量精度。而且，能够简化加工工艺，不再受激光刻光技术的局限，为激光粒度仪提高仪器的测量分辨率，降低了仪器的系统误差提供了更好的技术保障。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为现有技术提供的传统探测器上能量分布情况示意图；图2为现有技术提供的传统半圆形光电探测器结构示意图；图3为本专利技术实施例所提供的90°扇形光电探测器结构示意图；图4为本专利技术实施例所提供的60°扇形光电探测器结构示意图；图5为本专利技术实施例所提供的45°扇形光电探测器结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。根据Mie式散射原理，得到圆面积中散射光能量变化如图2，对散射光能量公式求导，得到能量极大值的解为：其中，Dm为颗粒直径，λ为照射波长，f为光学系统焦距。当粒子直径一定时，其衍射光能量极大值的位置为上式表明，对不同直径的颗粒，衍射光能量出现峰值的位置r与粒径Dm成反比。基于激光粒度仪的探测器接收衍射光，形成衍射光能量分布，根据衍射光能量分布计算颗粒直径。因此，颗粒的直径的测量精度与探测器的感光面21的分布有关联。请参考图3、4和5，图3为本专利技术实施例所提供的90°扇形光电探测器结构示意图；图4为本专利技术实施例所提供的60°扇形光电探测器结构示意图；图5为本专利技术实施例所提供的45°扇形光电探测器结构示意图。在一种具体的实施方式中，提供了一种基于激光粒度仪的探测器，包括：多个扇形探测区域，所述扇形探测区域包括：用于接收光信号的扇环形感光面21；用于将所述扇环形感光面21隔离的绝缘沟道22；其中，至少两个相邻的所述扇形探测区域中的所述扇环形感光面21相错分布。具体的，探测器为圆形探测器，分为多个扇形探测区域，每个探测区域中分布有扇环形感光面21以及绝缘沟道22，由于绝缘沟道22的侧边较短可以认为两个圆弧的长度相同，形成环状的绝缘沟道22，绝缘沟道22分布于扇环形感光面21之间，用于隔离扇环形感光面21。扇形探测区域中的扇环形感光面21的个数、面积以及分布方式不做具体限定，根据探测器的大小进行具体设定，分布方式只需要满足至少两个相邻的扇形探测区域中扇环形感光面21相错分布即可。例如，第一扇形探测区域中的距离圆心距离最小的扇环形感光面21与第二扇形探测区域中的距离圆心距离最小的扇环形感光面21相错，即二者距离圆心的距离不同即可，以此类推其它扇环形感光面21相错分布即可，目的是能够将整个圆形探测器分的更加精细，不同感光面21接收到的衍射光得到能量分布，最后计算得到的粒子直径更加精确。例如，在同一个粒径测量范围[a0,bn]中，利用不同的探测器感光面21的划分，实现多种可测量的粒径范围[a0,b1],[a1,b2],……，[an-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于激光粒度仪的探测器，其特征在于，包括多个扇形探测区域，所述扇形探测区域包括：用于接收光信号的扇环形感光面；用于将所述扇环形感光面隔离的绝缘沟道；其中，至少两个相邻的所述扇形探测区域中的所述扇环形感光面相错分布。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光粒度仪的探测器，其特征在于，包括多个扇形探测区域，所述扇形探测区域包括：用于接收光信号的扇环形感光面；用于将所述扇环形感光面隔离的绝缘沟道；其中，至少两个相邻的所述扇形探测区域中的所述扇环形感光面相错分布。2.如权利要求1所述的基于激光粒度仪的探测器，其特征在于，每个所述扇形探测区域中最外围的所述扇环形感光面的外径相同。3.如权利要求2所述的基于激光粒度仪的探测器，其特征在于，所述扇形探测区域的个数为偶数。4.如权利要求3所述的基于激光粒度仪的探测器，其特征在于，所述扇形探测区域的数量为四个，所述扇形探测区域的圆心角为90°。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：党博石，隋龙，刘英，姜洋，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22