一种纳米团簇粒径实时检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种纳米团簇粒径实时检测装置，包括半导体激光管、第一透镜组、第二透镜组、面阵CCD图像传感器、反射镜、粒径数据处理模块以及激光管控制电路；所述激光管控制电路与所述半导体激光管电连接，所述半导体激光管与第一透镜组以及被测物体位于同一直线光路上，所述第一透镜组、被测物体以及第二透镜组共同构成三角形光路，所述第二透镜组、反射镜以及面阵CCD图像传感器共同构成三角形光路，所述粒径数据处理模块与面阵CCD图像传感器连接。本实用新型专利技术提供的纳米团簇粒径实时检测装置采用激光光强度测量法间接测量纳米团簇的粒径，实现在物料加工过程中实时检测纳米团簇的粒径，保证了纳米团簇粒径的一致性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米团簇粒径实时检测装置
本技术涉及纳米材料加工领域，尤其涉及的是一种纳米团簇粒径实时检测装置。
技术介绍
纳米材料又称之为超微晶材料，其团簇粒径介于1nm至100nm之间，具有小尺寸效应、量子效应、界面效应和表面效应等独特而优异的物理性能，在陶瓷、微电子、化工、医学等领域具有广阔的应用前景。近十年来，围绕纳米材料的制备方法、性能测试和理论解释已成为各国研究的热点问题，取得了丰硕的理论研究和应用研究成果。就纳米材料的加工技术而言，主要有物理蒸发冷凝法、机械球磨法、分子束外延法、化学气相沉积法、液相沉积法等制备方法。但上述方法均存在一定程度的问题。物理蒸发冷凝法主要应用于金属材料的纳米粉体制备，工艺相对简便，纳米粉体具有较好的力学和电磁学性能，但生产率较低。机械球磨法普遍存在分散和污染问题，伴随的组份偏差和物相污染，目前还未见行之有效的解决措施。分子束外延法设备造价较高，不能用于粉体纳米材料的制备（化学气相沉积法和液相沉积法亦然）。至今为止，上述各种方法仍面临一些亟待解决的共性问题，诸如如何快速而实时地进行纳米团簇的性能测量和评价、如何保证纳米团簇的稳定性和一致性、如何有效地筛选纳米团簇中不同结构的异构体，以及准确地建立纳米团簇的动力学模型等。目前，对于纳米团簇的粒径测量都是在加工完毕后开展，难以保证加工后纳米团簇粒径的一致性和稳定性。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种纳米团簇粒径实时检测装置，旨在解决现有的纳米材料加工技术中无法实时进行纳米团簇的性能测量和评价，难以保证纳米团簇的稳定性和一致性的问题。本技术的技术方案如下：一种纳米团簇粒径实时检测装置，包括半导体激光管、第一透镜组、第二透镜组、面阵CCD图像传感器、反射镜、粒径数据处理模块以及激光管控制电路；所述激光管控制电路与所述半导体激光管电连接，所述半导体激光管与第一透镜组以及被测物体位于同一直线光路上，所述第一透镜组、被测物体以及第二透镜组共同构成三角形光路，所述三角形光路是指激光经第一透镜组照射在被测物体上，经一定角度折射到第二透镜组上，所述第一透镜组和被测物体所在直线，与被测物体和第二透镜组所在直线之间构成三角形；所述第二透镜组、反射镜以及面阵CCD图像传感器共同构成三角形光路，所述半导体激光管发射的激光，可依次经过所述第一透镜组、被测物体、第二透镜组、反射镜，至所述面阵CCD图像传感器，所述粒径数据处理模块与所述面阵CCD图像传感器连接。所述的纳米团簇粒径实时检测装置，其中，所述粒径数据处理模块包括粒径数据处理控制电路以及与所述粒径数据处理控制电路电连接的模拟前端、噪声抑制单元、模数转换单元、数字滤波单元、自适应高阶统计量加权平均单元以及三阶相关峭度反卷积逆滤波器。所述的纳米团簇粒径实时检测装置，其中，所述半导体激光管的波长为60-70nm，数量至少为一个。所述的纳米团簇粒径实时检测装置，其中，所述第一透镜组和第二透镜组均包括均匀等距分布的多个透镜。所述的纳米团簇粒径实时检测装置，其中，还包括设置在所述第一透镜组和第二透镜组上的自清洁装置，用于清洁所述透镜。本技术的有益效果是：本技术提供的纳米团簇粒径实时检测装置采用激光光强度测量法间接测量纳米团簇的粒径，可以实现在物料加工过程中，实时检测纳米团簇的粒径，保证了纳米团簇粒径的一致性和稳定性。附图说明图1是本技术提供的纳米团簇粒径实时检测装置的原理示意图。图2是本技术提供的纳米团簇粒径实时检测装置的结构示意图。附图标注说明：1、激光管控制电路；2、半导体激光管；3、第一透镜组；4、被测物体；5、第二透镜组；6、透镜；7、反射镜；8、面阵CCD图像传感器；9、粒径数据处理模块；10、激光管安装支座；11、第二透镜组安装支座；12、CCD传感器支座；13、装置外壳；14、自清洁装置。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本技术进一步详细说明。图1为本技术提供的一种纳米团簇粒径实时检测装置的原理示意图，采用激光光强度测量法间接测量纳米团簇的粒径。所述纳米团簇粒径实时检测装置具体包括：激光管控制电路1、半导体激光管2、第一透镜组3、第二透镜组5、反射镜7、面阵CCD图像传感器8以及粒径数据处理模块9。如图1所示，激光管控制电路1与所述半导体激光管2电连接，半导体激光管2与第一透镜组3以及被测物体4位于同一直线光路上，第一透镜组3、被测物体4以及第二透镜组5共同构成三角形光路，如图1所示，所述三角形光路是指激光经第一透镜组3照射在被测物体4上，经一定角度折射到第二透镜组5上，第一透镜组3和被测物体4所在直线，与被测物体4和第二透镜组5所在直线之间构成三角形。第二透镜组5、反射镜7以及面阵CCD图像传感器8共同构成三角形光路，半导体激光管2发射的激光，依次经过第一透镜组3、被测物体4、第二透镜组5、反射镜7，至面阵CCD图像传感器8，粒径数据处理模块9与面阵CCD图像传感器8连接。目前，对于纳米团簇的粒径测量都是在加工完毕后开展，难以保证加工后纳米团簇粒径的一致性和稳定性。本技术采用非接触光学测量的方法，装置结构简单，检测速度快，实时性强，可以布置在加工设备中，实现了对纳米团簇在加工过程中的实时检测。优选地，所述粒径数据处理模块9包括粒径数据处理控制电路以及与所述粒径数据处理控制电路电连接的模拟前端、噪声抑制单元、模数转换单元、数字滤波单元、自适应高阶统计量加权平均单元以及三阶相关峭度反卷积逆滤波器。面阵CCD图像传感器8接收的光强度信号经模拟前端、噪声抑制、模数转换、数字滤波、自适应高阶统计量加权平均算法之后，对所述光强度信号的三阶相关峭度反卷积逆滤波器进行盲提取，从而输出纳米团簇的实时粒径信号。通过三阶相关峭度反卷积逆滤波器进行盲提取，可有效地盲提取激光位移信号和多重反射信号，具有更快的收敛速度和更高的信噪比，确保了粒径数据的准确性。在实际应用中，半导体激光管2的波长为60-70nm，数量至少为一个，优选地，本实施例选用65nm波长的半导体激光管2，数量为12个。在本技术的另一个实施例中，所述第一透镜组3和第二透镜组5均包括均匀等分布置的多个透镜6，优选地，所述透镜6的数量一共为12个，保证检测的准确性。参见图2，在实际应用中，所述纳米团簇粒径实时检测装置的元器件均封装在外壳13中，激光管控制电路1、半导体激光管2以及第一透镜组3安装固定在激光管安装支座10上，第二透镜组5安装固定在第二透镜组安装支座11上，面阵CCD图像传感器8安装固定在CCD传感器支座。优选地，第一透镜组3和第二透镜组5上还设置有自清洁装置14，用于自动清洁所述透镜6，保证所述纳米团簇粒径实时检测装置持续稳定的运作。应当理解的是，本技术的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本技术所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米团簇粒径实时检测装置，其特征在于，包括半导体激光管、第一透镜组、第二透镜组、面阵CCD图像传感器、反射镜、粒径数据处理模块以及激光管控制电路；所述激光管控制电路与所述半导体激光管电连接，所述半导体激光管与第一透镜组以及被测物体位于同一直线光路上，所述第一透镜组、被测物体以及第二透镜组共同构成三角形光路，所述第二透镜组、反射镜以及面阵CCD图像传感器共同构成三角形光路，所述半导体激光管发射的激光，可依次经过所述第一透镜组、被测物体、第二透镜组、反射镜，至所述面阵CCD图像传感器，所述粒径数据处理模块与所述面阵CCD图像传感器连接。

【技术特征摘要】
1.一种纳米团簇粒径实时检测装置，其特征在于，包括半导体激光管、第一透镜组、第二透镜组、面阵CCD图像传感器、反射镜、粒径数据处理模块以及激光管控制电路；所述激光管控制电路与所述半导体激光管电连接，所述半导体激光管与第一透镜组以及被测物体位于同一直线光路上，所述第一透镜组、被测物体以及第二透镜组共同构成三角形光路，所述第二透镜组、反射镜以及面阵CCD图像传感器共同构成三角形光路，所述半导体激光管发射的激光，可依次经过所述第一透镜组、被测物体、第二透镜组、反射镜，至所述面阵CCD图像传感器，所述粒径数据处理模块与所述面阵CCD图像传感器连接。2.根据权利要求1所述的纳米团簇粒径实时检...

【专利技术属性】
技术研发人员：李应高，杨光永，
申请(专利权)人：佛山旋疯纳米科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44