[实用新型]一种测量不透明球形微颗粒粒径的装置

说明书

本实用新型公开了一种测量不透明球形微颗粒粒径的装置：包括光源发生单元、信号接收处理单元；光源发生单元包括激光器和布置光路，用于产生两束光强相当的激光束，并通过布置光路使两束激光以一定的角度θ入射到测量区域中；当不透明球形微颗粒经过两束激光相交重叠的区域时，两束激光被不透明球形微颗粒反射形成两束反射光；所述信号接收处理单元，包括用于记录由两束反射光干涉形成的干涉图像的相机、对干涉图像进行分析和计算粒径的计算机。本实用新型提供的装置能够准确测量不透明球形微颗粒的粒径。

技术领域

本实用新型属于不透明微颗粒粒径测量领域，具体涉及一种不透明球形微颗粒粒径的装置。

背景技术

固体推进剂是导弹、火箭发动机以及鱼雷的动力来源，是一类具有特定性能的含能复合材料，具备较高的质量热值和体积热值。而金属燃料普遍具有较高的燃烧热值，因此，金属及其化合物粉末被广泛地应用到固体推进剂当中，并逐渐成为固体推进剂中主要的热量来源之一，目前常用的金属燃料包括Be、B、Mg、Al和Zn等。世界各国均对金属燃料投入了大量的研究精力，对其燃烧过程、燃烧特性、燃料机理进行研究，特别是在军工飞行器推进应用方面。目前，国内外发展出了很多用于表征金属燃料燃烧过程的理论模型，对其燃烧过程中的点火特性、燃烧发展阶段、反应模式、热氧化特性、产物体系、能量释放特性等相关参数进行分析；并结合热重分析、发射光谱技术、激光点火试验、X射线衍射、火焰形貌图像分析等实验手段对金属燃料的燃烧反应和过程进行不同程度的定量分析以及定性分析。

总体来说，这些实验手段很好地对金属燃料的燃烧过程进行了表征，揭示了金属燃料的一些化学反应特性。但大体上，这些实验手段都是从化学反应的过程参数、结果参数来表征燃烧过程，例如燃烧热值、产物、光谱特性、火焰特性等。而类似于金属燃料微颗粒的粒径、形态变化这一类直观物理量也能够很好的表征出燃烧反应的演变过程。同时，由于金属燃料在燃烧过程中会经历融化、蒸发、团聚等过程，因此基于粒径参数、颗粒形态的变化，可以对燃料的反应速率、蒸发速率、燃烧表面分布、火焰中的反应区域等参数进行表征。

传统的成像方法，例如直接成像法、纹影法、阴影法等等都已经在工业生产和科学研究中被应用于颗粒测量。直接摄像法的操作过程简单，适用性强，是一种广泛使用的技术方法。直接拍摄法是指利用高速相机或者相机对燃烧场进行直接拍摄成像，这种方法能够获得金属颗粒燃烧的动态过程，能够直观地反映出金属颗粒燃烧的动态微观行为。但存在无法稳定对焦的问题，由于该种方法的观测视场通常较小，其成像景深较小，而在观测过程中难以保证金属颗粒在燃烧过程中一直位于焦平面上，因此这种方法只能捕捉少量的在焦燃烧颗粒。同时，复杂的燃烧环境往往对相机成像质量具有较大的影响。纹影法、阴影法基于被测量颗粒物体以及环境的折射率差值来对现象进行定性描述，较为适用于流场、密度场的定性表征。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种测量不透明球形微颗粒粒径的装置，该装置能够准确测量不透明球形微颗粒的粒径。

本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型提供了一种测量不透明球形微颗粒粒径的装置(基于双光束干涉成像技术测量不透明球形微颗粒粒径的装置)，包括光源发生单元、信号接收处理单元；

所述光源发生单元包括激光器和布置光路，用于产生两束光强相当的激光束，并通过布置光路使两束激光以一定的角度入射到测量区域中；当不透明球形微颗粒经过两束激光相交重叠的区域时，两束激光被不透明球形微颗粒反射形成两束反射光；

所述信号接收处理单元，包括用于记录由两束反射光干涉形成的干涉图像的相机、对干涉图像进行分析和计算粒径的计算机；所述相机的位置为位于两束激光交点后部分之间的第一区域、位于第一束激光交点前部分与第二束激光交点后部分之间的第二区域、位于两束激光交点前部分之间的第三区域或位于第一束激光交点后部分与第二束激光交点前部分之间的第四区域。