[发明专利]便携式纤维粒子快速识别仪的光学传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学传感器。

背景技术

纤维状粒子出现在许多场合，如化纤、纺织制品、碳纤维、大气中污染微粒等。为了识别这些纤维粒子的大小及形状，过去的方法是采用高倍显微镜对样品进行观察并测量，但是在有些场合需要快速实时判断微粒的形状，以利于加工生产的及时反应及监测，所以显微镜观察法已不能适应实时的要求。虽然过去也有一些实时微粒检测仪器，但这些仪器大都用来测量微粒的大小，对形状的检测无能为力。为此，本发明的目的在于提供结构合理、造价不高、方便携带、工作效果好的能快速识别纤维粒子的一种便携仪器的光学传感器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构合理，方便携带、工作效果，能快速识别纤维粒子的便携式纤维粒子快速识别仪的光学传感器。

本发明的技术解决方案是：

一种便携式纤维粒子快速识别仪的光学传感器，其特征是：包括圆柱形金属腔，在金属腔的外框上固装激光器，并经光路布局后形成沿系统主轴方向的平行光束，经一偏振片及一1/4波片后，形成圆偏振的光束，该光束与样气流汇于光敏区后，原方向入射光束射入光陷阱，所述光陷阱由金属制成，且内壁涂有吸光材料，并固定在该传感器的外框体内；前向散射光经过透镜组及光阑滤波后形成平行光束，经一1/4波片后入射到一偏振棱镜上，在该偏振棱镜两个相互垂直的方向上设置2个光电倍增管，用来检测这两个方向上的光强，光电倍增管接收的信号经输出后放大、处理。

圆柱形金属腔是由长方形金属体并在其内掏成圆柱形腔构成金属腔体，且该圆柱形的旋转对称轴为光学系统的主轴，所有光学系统全部固装在金属腔体内，该金属体长×宽×厚为                                               。

激光器功率为10~30mW的半导体激光器。

本发明结构合理，能快速实时识别纤维状粒子。过去的显微镜观察法虽然能识别粒子形状，但不能做到实时或在线；而已有的实时粒子检测仪器，只能检测粒子大小，不能识别其属于哪类形状。本发明所有光学系统全部固装在金属腔体内，且体积不大，非常有利于开发成快速且便携的仪器。本发明圆柱形金属腔体加工容易，成本低廉。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，由于半导体激光器1体积小，可固定在圆柱形金属腔体22的外框上，其射出的光束经反射镜2后沿系统主轴方向射到透镜3上，再经光阑4滤波及透镜5后形成准直光束，经光阑6后形成一均匀性较好的平行光束，然后入射到偏振片7及1/4波片8上，形成圆偏振光并沿系统主轴方向准确入射到光敏区，样气由进气通道9导入，经出气通道10流出，进出气通道与系统主轴垂直，稀释纯净气通道11外裹在进气通道9上，其出口并比进气通道出口更靠近光敏区，这样达到稀释样气且减少微粒残留圆柱形腔内的目的。该圆偏振光束与样气中粒子相遇后形成散射光，原方向入射光束，通过反射镜13射入光陷阱14，其由金属制成且内壁涂有吸光材料，并固定在球腔镜的外框体内。前向散射光则通过透镜12、15、17及光阑16后形成平行光束，再经过1/4波片18后入射到偏振棱镜19上，在该偏振棱镜两个相互垂直方向上分置两个光电倍增管20、21，光阑16起到滤波作用，防止杂散光进入光电倍增管。光电倍增管检测到的信号经输出后被放大、处理等，以此快速实时地识别纤维粒子。