[发明专利]一种激光粒度仪

说明书

本申请公开了一种激光粒度仪，包括：用于发射激光光束的激光光源；用于盛放待测样品的样品循环装置；用于接收所述激光光束穿过所述待测样品后产生的散射光，并将其转换为散射光能量分布图的光电探测器，所述光电探测器包括多个扇形探测区域，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。用于根据所述散射光能量分布图计算所述待测样品的粒度分布的计算器。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，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。简化加工工艺，提高激光粒度仪的测量分辨率，降低了测量误差。

技术领域

本发明涉及仪器仪表技术领域，特别涉及一种激光粒度仪。

背景技术

激光粒度仪是根据颗粒能使激光产生衍射或散射得到散射谱测试粒度分布以及颗粒大小的仪器。其具体工作原理如下：由于激光具有很好的单色性和极强的方向性，所以一束平行的激光在没有阻碍的无限空间中将会照射到无限远的地方，并且在传播过程中很少有发散的现象；当光束遇到颗粒阻挡时，一部分光将发生散射现象，散射光的传播方向将与主光束的传播方向形成一个夹角θ。散射理论和实验结果都告诉我们，散射角θ的大小与颗粒的大小有关，颗粒越大，产生的散射光的θ角就越小；颗粒越小，产生的散射光的θ角就越大。与此同时，散射光的强度代表该粒径颗粒的数量。在不同的角度上测量散射光的强度，就可以得到样品的粒度分布了。

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，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。因此，现有技术中的光电探测器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，如何提高激光粒度仪对粒子粒径划分精度是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光粒度仪，能够提高激光粒度仪对粒子粒径划分精度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种激光粒度仪，包括：

用于发射激光光束的激光光源；

用于盛放待测样品的样品循环装置；

用于接收所述激光光束穿过所述待测样品后产生的散射光，并将其转换为散射光能量分布图的光电探测器，所述光电探测器包括多个扇形探测区域，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；

用于根据所述散射光能量分布图计算所述待测样品的粒度分布的计算器。

优选的，在上述激光粒度仪中，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，在上述激光粒度仪中，所述扇形探测区域的个数为偶数。

优选的，在上述激光粒度仪中，还包括设置于所述激光光源与所述样品循环装置之间的准直扩束装置。

优选的，在上述激光粒度仪中，所述准直扩束装置为开普勒式激光扩束装置，包括会聚透镜和准直透镜。

优选的，在上述激光粒度仪中，还包括位于所述开普勒式激光扩束装置的焦点处设置有空间滤波器。