結(jié)合圖像法測(cè)量的激光粒度儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種激光粒度儀，具體的說(shuō)是一種結(jié)合圖像法測(cè)量的激光粒度儀。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的激光粒度儀都是根據(jù)顆粒能使激光產(chǎn)生散射這一物理現(xiàn)象測(cè)試粒度分布的，為單純的采用激光法原理進(jìn)行粒度測(cè)量，激光粒度儀中大顆粒的測(cè)量存在著靈敏度問(wèn)題，因?yàn)橛行┐箢w粒的散射信號(hào)波動(dòng)很大，可能在信號(hào)處理時(shí)被過(guò)濾掉，造成后續(xù)的反演計(jì)算得不到大顆粒的粒度分布結(jié)果，無(wú)法給出能給出粒度分布數(shù)據(jù)和形狀參數(shù)。
[0003]圖像法是顆粒粒度粒形測(cè)量的最常用的方法，如果采用倍數(shù)較小的物鏡可以測(cè)量很粗的顆粒，圖像法是所見(jiàn)即所得的方式，它不會(huì)漏過(guò)一個(gè)大顆粒的信息，對(duì)大顆粒的測(cè)量精度很高，圖像法更好的地方在于它能給出顆粒的形狀信息，如圓形度，長(zhǎng)徑比等。
[0004]如果能將圖像法和激光粒度儀結(jié)合起來(lái)，就能夠解決大顆粒的測(cè)量存在著靈敏度問(wèn)題，而目前，在激光粒度儀中結(jié)合圖像法進(jìn)行顆粒粒度粒形測(cè)量的技術(shù)尚未見(jiàn)報(bào)道。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中激光粒度儀對(duì)大顆粒的測(cè)量存在著靈敏度等不足，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種即能給出粒度分布數(shù)據(jù)，又能給出形狀參數(shù)的結(jié)合圖像法測(cè)量的激光粒度儀。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0007]本實(shí)用新型一種結(jié)合圖像法測(cè)量的激光粒度儀，具有激光法側(cè)量區(qū)，包括激光器、激光法樣品池、激光法透鏡、激光法前向探測(cè)器組以及激光法后向探測(cè)器組，還具有圖像法測(cè)量區(qū)，設(shè)于激光法側(cè)量區(qū)下方，包括圖像法CCD、圖像法樣品池以及圖像法光源，其中圖像法CCD和圖像法樣品池安裝于原激光器的下部；圖像法光源，圖像法樣品池、圖像法鏡頭以及圖像法(XD在安裝在一直線上。
[0008]圖像法CCD采用0.1?2倍遠(yuǎn)心鏡頭。
[0009]激光法側(cè)量區(qū)和圖像法測(cè)量區(qū)采用隔光設(shè)計(jì)。
[0010]本實(shí)用新型具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn):
[0011]1.本實(shí)用新型中首次提出激光法與圖像法同時(shí)測(cè)量，對(duì)于分布很寬的樣品，通過(guò)圖像法解決激光粒度儀的靈敏度問(wèn)題，最后把激光法數(shù)據(jù)和圖像法數(shù)據(jù)融合為一組結(jié)果數(shù)據(jù)輸出，在激光粒度儀中結(jié)合圖像法即能給出粒度分布數(shù)據(jù)，又能給出形狀參數(shù)，是非常全面的，應(yīng)用面會(huì)更廣。
[0012]2.本實(shí)用新型中使用的是0.5倍遠(yuǎn)心鏡頭，測(cè)量粒徑范圍可以達(dá)到30-5000微米，更換其它倍數(shù)的鏡頭可以改變測(cè)量范圍。在配合高速CCD相機(jī)可以抓拍在流動(dòng)狀態(tài)下的顆粒，具有很好的實(shí)時(shí)性。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型激光粒度儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]其中，1為激光法前向探測(cè)器組，2為激光法透鏡，3為激光法樣器池，4為激光器，5為激光法后向探測(cè)器組，6為圖像法(XD，7圖像法為遠(yuǎn)心鏡頭，8為圖像法樣品池，9為圖像法光源。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述。
[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型結(jié)合圖像法測(cè)量的激光粒度儀，具有激光器、激光法樣品池、激光法光源、透鏡、前向探測(cè)器組以及后向探測(cè)器組，其特征在于:還包括C⑶相機(jī)、圖像法樣品池以及圖像法光源，其中CCD相機(jī)和圖像法樣品池安裝于原激光器的下部；圖像法光源，圖像法樣品池、圖像法鏡頭以及CCD在安裝在一直線上。圖像法光源采用平行面光源，激光法采用激光光源，圖像法光源與激光光路為相互平行。本實(shí)施例中CCD相機(jī)采用
0.1?2倍遠(yuǎn)心鏡頭。
[0017]本實(shí)用新型結(jié)合圖像法測(cè)量的激光粒度儀采用以下測(cè)量方法:
[0018]取同種物質(zhì)的兩種樣品，分別為粗顆粒樣品和細(xì)顆粒樣品；
[0019]將粗顆粒樣品和細(xì)顆粒樣品按照不同的重量比例進(jìn)行配比，形成多份樣品；
[0020]將每份樣品在儀器上分別用激光法和圖像法同時(shí)測(cè)試，得到兩種方法的粒度分布結(jié)果；
[0021]同時(shí)記錄下兩種方法的遮光率和圖像法中粗顆粒的投影面積；
[0022]將一系列的圖像法遮光率與粗顆粒的投影面積數(shù)據(jù)擬合成一個(gè)多項(xiàng)式經(jīng)驗(yàn)方程;
[0023]將該多項(xiàng)式方程和激光法細(xì)顆粒樣品的D[3，2]與消光系數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)；
[0024]在激光粒度儀的循環(huán)流路中設(shè)置兩個(gè)測(cè)量區(qū)域，對(duì)應(yīng)激光法測(cè)量和圖像法測(cè)量；
[0025]激光法與圖像法同時(shí)測(cè)量分別得到兩種方法的粒度分布結(jié)果；記錄下兩種方式的遮光率，與圖像法中大顆粒的投影面積；
[0026]激光法測(cè)得的D[3，2]和消光系數(shù)與存儲(chǔ)起來(lái)的[3，2]和消光系數(shù)做比例計(jì)算，再同粗顆粒的投影面積比例計(jì)算，得到參數(shù)X，把參數(shù)X代入存儲(chǔ)起來(lái)的多項(xiàng)式經(jīng)驗(yàn)方程，得到Y(jié)，Y就是激光法與圖像法的結(jié)果體積比例。
[0027]根據(jù)體積比例將兩種方法的結(jié)果數(shù)據(jù)融合為一組結(jié)果數(shù)據(jù)輸出，作為測(cè)試樣品的最終粒度分布結(jié)果。
[0028]本實(shí)施例中，按照不同的重量比例進(jìn)行配比，如20:1、15:1、10:1，5:1、3:1、2:1、1: 1、1: 2、1: 3、1: 5、1:10、1:15、1:20等，配比的分?jǐn)?shù)越細(xì)越多則越好。然后每份樣品都在儀器上用激光法和圖像法同時(shí)測(cè)試，得到兩種方法的粒度分布結(jié)果，同時(shí)記錄下兩種方法的遮光率和圖像法中粗顆粒的投影面積。一系列的圖像法遮光率與粗顆粒的投影面積數(shù)據(jù)擬合成一個(gè)多項(xiàng)式方程。Y = -5*10 6*X3+8*10 5*X2+0.0004*X+0.0005，其中X為參數(shù)，Y為激光法與圖像法的結(jié)果體積比例。把這個(gè)多項(xiàng)式方程和激光法細(xì)樣品的D[3，2]與消光系數(shù)在軟件中存儲(chǔ)起來(lái)，在以后的實(shí)際中融合激光法與圖像法數(shù)據(jù)要用到。這一步相當(dāng)于建立起一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式，只需做這么一次就行了，以后測(cè)試中把測(cè)試數(shù)據(jù)帶入經(jīng)驗(yàn)公式就可以得到激光法與圖像法測(cè)出數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的體積比例關(guān)系，然后就可以按比例把兩種方法的數(shù)據(jù)融合在一起了，做為一個(gè)結(jié)果輸出。
[0029]在激光粒度儀的循環(huán)流路中采用兩個(gè)樣品池，即兩個(gè)測(cè)量區(qū)域，分別對(duì)于激光法測(cè)量和圖像法測(cè)量。而且兩個(gè)區(qū)域采用隔光設(shè)計(jì)，每種方法的光源都不會(huì)對(duì)另一個(gè)測(cè)試產(chǎn)生影響。所以?xún)煞N方法的測(cè)量過(guò)程可以同時(shí)進(jìn)行。
[0030]激光法與圖像法同時(shí)測(cè)量分別得到兩種方法的粒度分布結(jié)果。同時(shí)記錄下兩種方式的遮光率，與圖像法中大顆粒的投影面積。
[0031]激光法測(cè)得的D[3，2]與消光系數(shù)和第一步存儲(chǔ)起來(lái)的D[32]與消光系數(shù)做比例計(jì)算，再同粗顆粒的投影面積比例計(jì)算得到參數(shù)X，把參數(shù)X代入第一步存儲(chǔ)起來(lái)的多項(xiàng)式經(jīng)驗(yàn)方程，Y = -5*10 6*X3+8*10 5*X2+0.0004*X+0.0005，得到Y(jié)，Υ就是激光法與圖像法的結(jié)果體積比例。
[0032]根據(jù)得到的體積比例將兩種方法的結(jié)果數(shù)據(jù)融合為一組結(jié)果數(shù)據(jù)輸出，作為測(cè)試樣品的最終粒度分布結(jié)果。
[0033]用戶(hù)在結(jié)果報(bào)告輸出中可以選擇，單獨(dú)激光法、單獨(dú)圖像法、激光圖像融合法；還有顆粒的粒形結(jié)果可以輸出，如長(zhǎng)徑比分布、圓形度分布；還可以把顆粒的單顆粒形貌圖像輸出。
[0034]本實(shí)用新型中使用的是0.1?2倍遠(yuǎn)心鏡頭，測(cè)量粒徑范圍可以達(dá)到30-5000微米，更換其它倍數(shù)的鏡頭可以改變測(cè)量范圍，在配合高速CCD相機(jī)可以抓拍在流動(dòng)狀態(tài)下的顆粒，具有很好的實(shí)時(shí)性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種結(jié)合圖像法測(cè)量的激光粒度儀，具有激光法側(cè)量區(qū)，包括激光器、激光法樣品池、激光法透鏡、激光法前向探測(cè)器組以及激光法后向探測(cè)器組，其特征在于:還具有圖像法測(cè)量區(qū)，設(shè)于激光法側(cè)量區(qū)下方，包括圖像法CCD、圖像法樣品池以及圖像法光源，其中圖像法CCD和圖像法樣品池安裝于原激光器的下部；圖像法光源，圖像法樣品池、圖像法鏡頭以及圖像法(XD在安裝在一直線上。2.按權(quán)利要求1所述的結(jié)合圖像法測(cè)量的激光粒度儀，其特征在于:圖像法CCD采用0.1?2倍遠(yuǎn)心鏡頭。3.按權(quán)利要求1所述的結(jié)合圖像法測(cè)量的激光粒度儀，其特征在于:激光法側(cè)量區(qū)和圖像法測(cè)量區(qū)采用隔光設(shè)計(jì)。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種結(jié)合圖像法測(cè)量的激光粒度儀，具有激光法側(cè)量區(qū)，包括激光器、激光法樣品池、激光法透鏡、激光法前向探測(cè)器組以及激光法后向探測(cè)器組，還具有圖像法測(cè)量區(qū)，設(shè)于激光法側(cè)量區(qū)下方，包括圖像法CCD、圖像法樣品池以及圖像法光源，其中圖像法CCD和圖像法樣品池安裝于原激光器的下部；圖像法光源，圖像法樣品池、圖像法鏡頭以及圖像法CCD在安裝在一直線上。本實(shí)用新型首次提出激光法與圖像法同時(shí)測(cè)量，對(duì)于分布很寬的樣品，在激光粒度儀中結(jié)合圖像法即能給出粒度分布數(shù)據(jù)，又能給出形狀參數(shù)，是非常全面的，具有很好的實(shí)時(shí)性。
【IPC分類(lèi)】G01N15/02
【公開(kāi)號(hào)】CN205015251
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520770372
【發(fā)明人】范繼來(lái), 李闖, 陳權(quán)威, 吳明峰
【申請(qǐng)人】丹東百特儀器有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年9月30日