[发明专利]一种基于动态光散射技术的悬浮颗粒粒径测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于动态光散射技术的悬浮颗粒粒径测量装置，包括：

调制单元，用于产生周期性的调制信号；

光源单元，用于生成被所述调制信号进行振幅调制的入射光，并用所述入射光照射待测悬浮颗粒溶液中的目标点；

样品容纳单元，用于容纳待测悬浮颗粒溶液；

TOF传感器阵列，用于接收来自于所述待测悬浮颗粒溶液中的目标点的出射光，进行光电转换后输出相应的电信号；

解调单元，用于对TOF传感器阵列输出的电信号进行解调，得到对应于TOF传感器阵列各个像素的测量信号；以及

计算单元，用于根据TOF传感器阵列中的选定像素对的测量信号，得出所述像素对中的两个像素在不同时间段所接收的所述出射光的时域信号的互相关结果，进而基于Schaetzel算法和动态光散射技术计算出待测悬浮颗粒粒径。

2.根据权利要求1所述的基于动态光散射技术的悬浮颗粒粒径测量装置，其特征在于，所述解调单元包括移相器和解调器，所述移相器用于接收所述调制单元所产生的周期性信号并按设定的相位差对其移相得到解调信号，所述解调器用于利用所述解调信号对所述TOF传感器阵列输出的电信号进行解调得到所述TOF传感器阵列各个像素的测量信号。

3.根据权利要求2所述的基于动态光散射技术的悬浮颗粒粒径测量装置，其特征在于，所述解调单元还包括相位差调整接口，用于调整所述移相器的所述设定的相位差。

4.根据权利要求1所述的基于动态光散射技术的悬浮颗粒粒径测量装置，其特征在于，所述解调单元包括第一子解调单元和第二子解调单元，所述第一子解调单元用于产生与调制信号同频且相位差为0的第一解调信号，并用第一解调信号对所述TOF传感器阵列输出的电信号进行解调，得到测量信号的实部，所述第二子解调单元用于产生与调制信号同频且相位差为90°的第二解调信号，并用第二解调信号对所述TOF传感器阵列输出的电信号进行解调，得到测量信号的虚部。

5.一种用于权利要求1所述的悬浮颗粒粒径测量装置的悬浮颗粒粒径测量方法，包括下列步骤：

1)生成振幅调制的入射光，并用所述入射光照射待测悬浮颗粒溶液中的目标点；

2)用TOF传感器阵列在不同时段接收来自于所述待测悬浮颗粒溶液中的目标点的出射光，进行光电转换后输出相应的电信号；

3)对TOF传感器阵列输出的电信号进行解调，得到对应于TOF传感器阵列各个像素的测量信号；

4)根据TOF传感器阵列中的选定像素对的测量信号，得出所述像素对中的两个像素在不同时间段所接收的所述出射光的时域信号的互相关结果，进而基于Schaetzel算法和动态光散射技术计算出待测悬浮颗粒粒径。

6.根据权利要求5所述的悬浮颗粒粒径测量装置的悬浮颗粒粒径测量方法，其特征在于，所述步骤3)还包括：用与调制信号同频且相位差为0的第一解调信号对所述TOF传感器阵列输出的电信号进行解调，得到所述测量信号的实部，用与调制信号同频且相位差为90°的第二解调信号，对所述TOF传感器阵列输出的电信号进行解调，得到测量信号的虚部。

7.根据权利要求6所述的悬浮颗粒粒径测量装置的悬浮颗粒粒径测量方法，其特征在于，所述步骤4)包括下列子步骤：

41)对于选定的像素对中的每个像素，根据该像素在选定时段下的测量信号的实部和虚部得到该像素所接收的所述出射光的在所述选定时段下的频域信号；

42)根据所述选定的像素对中两个像素所选时段的时间差得到时延，根据步骤41)所得的所述两个像素各自在相应所选时段的频域信号，得到所述时延下的互相关结果；

43)根据步骤42)得出不同时延下的互相关结果，基于Schaetzel算法和动态光散射技术计算出待测悬浮颗粒粒径。

8.根据权利要求7所述的悬浮颗粒粒径测量装置的悬浮颗粒粒径测量方法，其特征在于，所述步骤42)还包括：根据两个像素所接收的所述出射光在各自所选时段下的频域信号的乘积，得出这两个像素所接收的所述出射光时域信号在所述时延下的互相关结果。

9.根据权利要求8所述的悬浮颗粒粒径测量装置的悬浮颗粒粒径测量方法，其特征在于，所述步骤4)中，所述选定的像素对满足如下距离要求：两个像素点之间的距离既不超过所述目标点单次散射产生的散斑尺寸的量级，同时又远大于所述目标点二次散射光干涉产生的散斑的尺寸。