專利名稱：一種具有偏振補(bǔ)償能力的激光粒度儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種分析儀器，主要是指一種用于各種粉體材料的粒度分析的激光粒度分析儀，具體指一種具有偏振補(bǔ)償能力的激光粒度儀。
激光粒度分析儀現(xiàn)已成為當(dāng)今世界最流行的粒度分析儀器。它是利用顆粒對(duì)光的散射現(xiàn)象來測(cè)量微小顆粒的粒度分布的。顆粒越小，散射光的角分布范圍越大。因此為了擴(kuò)展儀器的粒度測(cè)量下限，需將儀器的散射光接收角范圍盡可能擴(kuò)大，比如70°。作為激光粒度儀光源的激光器，輸出的激光束一般是非偏振光，但是它的大角散射光變成了部分偏振光，這是因?yàn)榇怪庇谏⑸淦矫娴墓獠?以下簡(jiǎn)稱“垂直偏振光”)的散射系數(shù)高于平行于散射平面的光波(以下簡(jiǎn)稱“平行偏振光”)的散射系數(shù)之故。由于激光所固有的偏振模式競(jìng)爭(zhēng)，當(dāng)激光器輸出的激光總功率保持不變時(shí)，只意味著光束的兩個(gè)偏振分量之和不變，某一偏振分量的功率也是變化的，所以對(duì)于變成了部分偏振光的大角散射光來說，其強(qiáng)度也是隨時(shí)間變化的，這就造成激光粒度儀測(cè)量小顆粒時(shí)精度急劇下降。
本實(shí)用新型的目的就在于提供一種具有偏振補(bǔ)償能力的激光粒度儀，通過采用在樣品池的周圍設(shè)置若干相互對(duì)應(yīng)的側(cè)向探測(cè)器和后向探測(cè)器的結(jié)構(gòu)方式，以消除激光器偏振模式競(jìng)爭(zhēng)引起的散射光強(qiáng)波動(dòng)，從而克服由于偏振模式競(jìng)爭(zhēng)引起的小顆粒測(cè)量精度下降的問題，有效地克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本實(shí)用新型提供的目的是通過以下方式來實(shí)現(xiàn)的一種具有偏振補(bǔ)償能力的激光粒度儀，主要包含有激光發(fā)射裝置、樣品池、粒度分析系統(tǒng)以及相應(yīng)的控制系統(tǒng)，其特征在于在上述樣品池的周圍設(shè)置有若干相對(duì)應(yīng)的側(cè)向探測(cè)器和后向探測(cè)器，其中一部分側(cè)向探測(cè)器和后向探測(cè)器的中線處在散射面A內(nèi)，而另一部分側(cè)向探測(cè)器和后向探測(cè)器的中線則處在散射面B內(nèi)，散射面A和散射面B相互垂直，其交線與儀器光學(xué)系統(tǒng)反射棱鏡至環(huán)形探測(cè)器中心段的光軸重合。
采用本實(shí)用新型的一種具有偏振補(bǔ)償能力的激光粒度儀，由于在其樣品池的周圍設(shè)置了若干相互對(duì)應(yīng)的側(cè)向探測(cè)器和后向探測(cè)器，并通過獲取兩個(gè)在散射面A和散射面B內(nèi)相對(duì)應(yīng)的側(cè)向探測(cè)器和后向探測(cè)器所接收到的散射光的平均值作為對(duì)應(yīng)散射角上的散射光，以消除激光器偏振模式競(jìng)爭(zhēng)引起的散射光強(qiáng)波動(dòng)，從而較好地克服了由于偏振模式競(jìng)爭(zhēng)引起的小顆粒測(cè)量精度下降的問題，有效地克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。


附圖是本實(shí)用新型的一種樣品池內(nèi)探測(cè)器分布方式及對(duì)應(yīng)的光路原理示意圖。
其中1-激光器，2-顯微物鏡，3-針孔，4-付里葉透鏡，5-散射面A，6、7、8、9-位于散射面A內(nèi)的側(cè)向探測(cè)器，10-環(huán)形光電探測(cè)器，11、12、13、14-位于散射面B內(nèi)的側(cè)向探測(cè)器，15-樣品池，16、17-位于散射面B內(nèi)的后向探測(cè)器，18-散射面B，19-反射棱鏡，20、21-位于散射面A內(nèi)的后向探測(cè)器。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。
如圖所示，本實(shí)用新型的一種具有偏振補(bǔ)償能力的激光粒度儀，主要包含有激光發(fā)射裝置、樣品池、粒度分析系統(tǒng)以及相應(yīng)的控制系統(tǒng)，其特征在于在上述樣品池15的周圍設(shè)置有若干相對(duì)應(yīng)的側(cè)向探測(cè)器和后向探測(cè)器，其中一部分側(cè)向探測(cè)器和后向探測(cè)器的中線處在散射面A內(nèi)，而另一部分側(cè)向探測(cè)器和后向探測(cè)器的中線則處在散射面B內(nèi)，散射面A和散射面B相互垂直，其交線與儀器光學(xué)系統(tǒng)反射棱鏡至環(huán)形探測(cè)器中心段的光軸重合。
下面以一種逆向付里葉變換結(jié)構(gòu)的激光粒度儀為實(shí)施例，來說明本實(shí)用新型的原理。如圖，從激光器1發(fā)出激光束，經(jīng)顯微物鏡2后，先被聚焦在針孔3，然后變成發(fā)散的光束。該光束經(jīng)付里葉透鏡4再次會(huì)聚，再經(jīng)反射棱鏡19反射。在樣品池15為空白的情況下，光束將被聚焦在環(huán)形光電探測(cè)器10的中心如果樣品池內(nèi)有微小顆粒樣品，則除了一部分光被聚焦在環(huán)形光電探測(cè)器10以外，另一部分光被顆粒散射。散射光將照射到環(huán)形光電探測(cè)器、側(cè)向探測(cè)器9、8、7、6、11、12、13、14以及后向探測(cè)器16、17、20、21上。各探測(cè)器獲得的散射光的信息就包含了顆粒樣品的粒度信息。
本實(shí)用新型的側(cè)向探測(cè)器9、8、7、6和后向探測(cè)器21、20的中線處在散射面A內(nèi)，而側(cè)向探測(cè)器11、12、13、14和后向探測(cè)器16、17的中線則處在散射面B18內(nèi)。散射面A和散射面B相互垂直，其交線與儀器光學(xué)系統(tǒng)反射棱鏡至環(huán)形探測(cè)器中心段的光軸重合。散射面A上的每一個(gè)側(cè)向和后向探測(cè)器，都有散射面B上的一個(gè)探測(cè)器與之對(duì)應(yīng)，例如8和12，21和16等等。相互對(duì)應(yīng)的兩個(gè)探測(cè)器面積相同、光電效率相同、對(duì)應(yīng)的散射角也相同。這樣射到兩個(gè)探測(cè)器上的散射光的偏振態(tài)是互補(bǔ)的，我們?nèi)蓚€(gè)探測(cè)器接收到的散射光的平均值作為對(duì)應(yīng)散射角上的散射光，就能消除激光器偏振模式競(jìng)爭(zhēng)引起的散射光強(qiáng)波動(dòng)。
權(quán)利要求1.一種具有偏振補(bǔ)償能力的激光粒度儀，主要包含有激光發(fā)射裝置、樣品池、粒度分析系統(tǒng)以及相應(yīng)的控制系統(tǒng)，其特征在于在上述樣品池的周圍設(shè)置有若干相對(duì)應(yīng)的側(cè)向探測(cè)器和后向探測(cè)器，其中一部分側(cè)向探測(cè)器和后向探測(cè)器的中線處在散射面A內(nèi)，而另一部分側(cè)向探測(cè)器和后向探測(cè)器的中線則處在散射面B內(nèi)，散射面A和散射面B相互垂直，其交線與儀器光學(xué)系統(tǒng)反射棱鏡至環(huán)形探測(cè)器中心段的光軸重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所敘述的一種具有偏振補(bǔ)償能力的激光粒度儀，其特征在于上述側(cè)向探測(cè)器(9)、(8)、(7)、(6)和后向探測(cè)器(21)、(20)的中線處在散射面A(5)內(nèi)，而側(cè)向探測(cè)器(11)、(12)、(13)、(14)和后向探測(cè)器(16)、(17)的中線則處在散射面B(18)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所敘述的一種具有偏振補(bǔ)償能力的激光粒度儀，其特征在于散射面A上的每一個(gè)側(cè)向探測(cè)器和后向探測(cè)器，都有散射面B上的一個(gè)探測(cè)器與之對(duì)應(yīng)，相互對(duì)應(yīng)的兩個(gè)探測(cè)器面積相同、光電效率相同、對(duì)應(yīng)的散射角也相同。
專利摘要一種具有偏振補(bǔ)償能力的激光粒度儀,在其樣品池的周圍設(shè)置有若干相對(duì)應(yīng)的側(cè)向探測(cè)器和后向探測(cè)器,其中一部分側(cè)向探測(cè)器和后向探測(cè)器的中線處在散射面A內(nèi),而另一部分側(cè)向探測(cè)器和后向探測(cè)器的中線則處在散射面B內(nèi),散射面A和散射面B相互垂直,其交線與儀器光學(xué)系統(tǒng)反射棱鏡至環(huán)形探測(cè)器中心段的光軸重合,本激光粒度儀,可以消除激光器偏振模式競(jìng)爭(zhēng)引起的散射光強(qiáng)波動(dòng),克服了由于偏振模式競(jìng)爭(zhēng)引起的小顆粒測(cè)量精度下降的問題。
文檔編號(hào)G01N15/02GK2494984SQ0124964
公開日2002年6月12日 申請(qǐng)日期2001年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月7日
發(fā)明者張福根 申請(qǐng)人:張福根