一种角散射式液体颗粒计数装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种角散射式液体颗粒计数装置，包括激光源

【技术实现步骤摘要】
一种角散射式液体颗粒计数装置


[0001]本专利技术属于液体颗粒计数领域，具体涉及一种角散射式液体颗粒计数装置
。

技术介绍

[0002]现如今在许多领域里会遇到对颗粒数进行计量的要求
。
例如，对工作环境进行评价或者对产品洁净度以及它们受到杂质污染的程度进行监控和评价等
。
随着科学技术的发展，许多产品的生产过程需要在洁净室内进行
。
在医药工业中，注射针剂和输液中所混入的不溶性颗粒的尺寸过大或数量过多将对人体产生不良后果
。
为此，需要使用颗粒计数检测装置进行检测
。
[0003]液体颗粒计数装置是一种用于检测液体介质中微小颗粒的大小分布和数量的仪器
。
光学计数法是目前使用最广泛的液体颗粒计数检测方法
。
光散射法是其中所采用的一种主要检测方法，该方法消除了入射光的干扰，可以检测到非常小的颗粒所产生的微弱散射光信号，使得能够检测亚微米级颗粒
。
当存在于介质中的颗粒经过测量区时，即被入射激光所照射并产生散射光，如能测得该颗粒的散射光分布信号大小，就可求得颗粒的粒径大小
。
角散射法大都采集颗粒在某一散射立体角
(
Δθ
＝
θ2‑
θ1)
内的散射光能或散射光通量以实现测量，采用该原理的颗粒计数装置，测量速度快，精度高
。
大多国产颗粒计数器采用的光阻法原理，例如公开号为
CN201610835801、
名称为一种液体颗粒检测装置的中国专利，由于光阻法测量的是透射光强相对于入射光强的衰减情况，探测器采集到的透射光极大地受到入射光的影响，需要使用灵敏度极高的光电探测器，同时对光源光束的质量也有极高的要求
。

技术实现思路

[0004]为解决现有液体颗粒计数装置量程小
、
结构复杂
、
精度低的问题，本专利技术提供一种角散射式液体颗粒计数装置，采用同轴采光系统，在简化检测结构的基础上，具有高灵敏度与大量程
。
[0005]实现本专利技术目的的技术解决方案为：
[0006]一种角散射式液体颗粒计数装置，包括依次放置的激光源
、
整形光路
、
液体流通单元
、
散射光处理单元和信号处理单元，液体流通单元包括流通单元台阶
、
通道与流通池，所述液体流通单元的两侧安装有流通单元台阶，流通单元台阶中心处垂直向流通池方向开设通孔并贯穿形成通道，液体通过通道与流通池流通，所述散射光处理单元包括光阱与第一透镜，光阱面向流通池方向开口，用于吸收中心激光光束并阻挡散射角为
15
°
内的散射光，第一透镜用于采集并准直散射角在
35
°
的散射光，所述信号处理单元包括第二透镜
、
光电探测器与光电检测电路，第二透镜与第一透镜方向相反，接收到散射角在
15
°
～
35
°
的散射光并聚到光电探测器与光电检测电路，激光源产生的激光通过整形光路进行准直与聚焦，整形后的光束聚在液体流通单元的流通池的中心处，形成一个薄片状光束，然后光通过散射光处理单元的光阱
、
第一透镜，最后通过信号处理单元得到流经流通池的液体中的颗粒数
量与大小
。
[0007]进一步地，所述激光源采用半导体激光二极管，半导体激光二极管通过套筒与整形光路连接
。
[0008]进一步地，所述整形光路包括准直透镜
、
准直光路和柱面镜，所述准直透镜
、
准直光路与柱面镜沿激光源出射的激光光束的传播方向依次放置，准直透镜与柱面镜的光轴均与激光光束的光轴重合
。
[0009]进一步地，所述流通单元台阶为圆柱形，直径尺寸在
10mm
‑
12mm
，通道上半部分孔径直径为
3mm
，通道下半部分直径为
3.5mm
，薄片状光束为
20
μ
m。
[0010]进一步地，所述流通池包括流通池左侧玻璃窗口
、
流通池右侧玻璃窗口和流道，流道位于流通池左侧玻璃窗口和流通池右侧玻璃窗口之间，流道上设有与液体流通的通孔，流通池左侧玻璃窗口和流通池右侧玻璃窗口的上下表面且靠近流道处开有槽口，使通道液体流通至流道，并防止液体泄漏
。
[0011]进一步地，所述流通池左侧玻璃窗口
、
流通池右侧玻璃窗口采用石英玻璃，流道采用金属材质
。
[0012]进一步地，所述流道两侧为圆弧，与液体流通的通孔为两侧宽
、
中间窄的沙漏形状，流道中心为最窄处
。
[0013]进一步地，所述流道高度为
10mm
，厚度为
1mm
，流道中心处截面为
0.5mm
×
1mm
的矩形
。
[0014]进一步地，所述光阱与第一透镜同轴心，光阱为圆柱体，内壁有螺纹
。
[0015]进一步地，所述第一透镜和第二透镜为平凸透镜，通过适配的台阶固定安装，第一透镜
NA
为
0.6。
[0016]本专利技术与现有技术相比，其具有下列优点：
[0017]1、
采用柱面镜对准直后的平行光进行整形，所述整形光路将激光光束会聚在液体流道单元中的流道中心处，形成厚度为
20
μ
m
的薄片状光束
。
对光束的压缩整形使得大多数粒子能单独通过检测区域，相比于传统光束，大大提高了测量精度，提高了颗粒的计数效率与装置测量的灵敏度
。
[0018]2、
整体采用同轴采光系统，所述散射光处理单元和信号处理单元中的光阱与透镜，其光轴皆与激光光束光轴重合
。
相比于异轴采光系统，结构更加简单，对零件加工
、
透镜间距要求更低，使得装置更易制作
。
[0019]3、
对前向散射光进行收集，相比于侧向散射光收集系统，检测结构更为简单，显著降低了对零件尺寸精度
、
安装工艺的要求
。
[0020]4、
选择了合适的立体采光角，颗粒散射光能与粒径关系曲线平缓不振荡，颗粒粒径的测量范围显著提升
。
附图说明
[0021]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制
。
[0022]图1为角散射式液体颗粒计数装置的结构示意图
。
[0023]图2为本专利技术的流道
(332)
的结构示意图
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种角散射式液体颗粒计数装置，其特征在于，包括依次放置的激光源
(1)、
整形光路
(2)、
液体流通单元
(3)、
散射光处理单元
(4)
和信号处理单元
(5)
，液体流通单元
(3)
包括流通单元台阶
(31)、
通道
(32)
与流通池
(33)
，所述液体流通单元
(3)
的上下安装有流通单元台阶
(31)
，流通单元台阶
(31)
中心处垂直向流通池
(33)
方向开设通孔并贯穿形成通道
(32)
，液体通过通道
(32)
与流通池
(33)
流通，所述散射光处理单元
(4)
包括光阱
(41)
与第一透镜
(43)
，光阱
(41)
面向流通池方向开口，用于吸收中心激光光束并阻挡散射角为
15
°
内的散射光，第一透镜
(43)
用于采集并准直散射角在
35
°
的散射光，所述信号处理单元
(5)
包括第二透镜
(52)、
光电探测器与光电检测电路，第二透镜
(52)
与第一透镜
(43)
方向相反，接收到散射角在
15
°
～
35
°
的散射光并聚到光电探测器与光电检测电路，激光源
(1)
产生的激光通过整形光路
(2)
进行准直与聚焦，整形后的光束聚在液体流通单元
(3)
的流通池
(33)
的中心处，形成一个薄片状光束，然后光通过散射光处理单元
(4)
的光阱
(41)、
第一透镜
(43)
，最后通过信号处理单元
(5)
得到流经流通池
(33)
的液体中的颗粒数量与大小
。2.
根据权利要求1所述的一种角散射式液体颗粒计数装置，其特征在于，所述激光源
(1)
采用半导体激光二极管
(11)
，半导体激光二极管
(11)
通过套筒
(12)
与整形光路
(2)
连接
。3.
根据权利要求1所述的一种角散射式液体颗粒计数装置，其特征在于，所述整形光路
(2)
包括准直透镜
(21)、
准直光路
(22)
和柱面镜
(23)
，所述准直透镜
(21)、
准直光路
(22)
与柱面镜
(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春勇，周钰麒，严伟，纪运景，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：