CN218121687U - 一种用于激光粒度测量的360度透光流动样品池装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于激光粒度测量的360度透光流动样品池装置，其使得激光粒度仪的光探测器能够从更多角度接收颗粒的光散/衍射信息，获取更全面样品信息，提高信噪比。该样品池通过上、下管路与外界联通，可以实现静止或循环流动状态下样品的检测分析，其包括样品池本体和底座，所述样品池本体的腔体为顶端和底端均为漏斗形收口、中间为圆柱体的透光结构，顶部外嵌圆柱形模块、顶端圆柱体形收口可与外部软管连接，底部外嵌圆柱形基座、基座底部侧面有圆柱形样品出口、可与外部软管联通，所述底座为长方体平板，用于固定样品池本体和将整个装置固定在仪器中的恰当位置，起支撑、固定作用。

Description

一种用于激光粒度测量的360度透光流动样品池装置

技术领域

本实用新型涉及激光粒度测量装置的技术领域，具体为一种360度全周透光的与外界连通的流动样品池装置。

背景技术

颗粒的尺寸是材料最重要的性质之一。表征颗粒尺寸的方法有很多，根据颗粒的尺寸和性质，可以采用的方法有显微镜法、筛分法、超声法、沉降法、光散射法等。其中，光散射法，也常称为激光法，特别适合微米至纳米尺度颗粒的表征，具有操作简单、检测效率高、经济成本低等特点。激光粒度仪利用特定波长的激光光束照射分散在液体或气体中的颗粒，借助仪器中布置的散射光接收器，接收并计算颗粒的散射信号，获得颗粒的粒度和粒度分布数据。

在激光粒度测量过程中，通常需要容器盛装待测或参比样品，配套在光学分析仪器上，对物质进行定量、定性分析，广泛应用于生物、医药、材料、化工、环保、食品等行业、部门和大专院校、科研单位，供测试、分析使用。

在经典的激光粒度仪设计中，用于接收颗粒散射信号的散射光接收器固定在激光束前进方向的前侧，也就是样品池的前方，相对应的，经典的激光粒度仪用样品池的设计多采用的是横截面为狭窄条带型、长宽比大于3的呈薄片状的长方体结构。这种样品池一般具有两面透光特性，材质为石英或玻璃材料，样品池本体的腔体内自上而下为扁的长方体或类长方体腔体。这种样品池结构在现今依旧广泛使用。

随着科学技术的进步，光散射法的颗粒测量技术有了新的发展，最新的激光粒度仪的散射光接收器不仅拓展了激光束前进方向前方的散射光接收器的接收角度，更添加了背向散射光接收器，也就是样品池后侧方位的光散射接收器，实现了与激光光束夹角两侧方向0-135°至更广角度范围信号的接收，目的是更全面的接收颗粒的散射信号。采用光散射技术测量颗粒粒径，颗粒在入射光前方扇形范围发生散射，需要从入射光的前方、侧方、侧前方、侧后方等环形范围内的多个角度接收颗粒的散射信号。使用传统的扁的长方体或类长方体腔体结构的两面透光的样品池导致样品的部分散射信息缺失。为适应此发展，有文献设计了侧面为凸透镜结构的方形样品池结构使获得更广角度的光散射信号，但是依旧无法实现完全意义上的颗粒散射信号无死角收集(ZL 200820227513.6)。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种用于激光粒度测量的360度透光流动样品池装置，其使得激光粒度仪的光探测器能够从更多角度接收颗粒的光散/衍射信息，获取更全面样品信息，提高信噪比。该样品池通过上、下管路与外界联通，可以实现静止或循环流动状态下样品的检测分析，可在一个样品池中完成多角度散射信号收集，获取更全面的样品信息。

本实用新型至少通过如下技术方案之一实现。

一种用于激光粒度测量的360度透光流动样品池装置，包括样品池本体和底座，所述样品池本体的主体上端与外嵌的模块紧密连接，模块顶端设有第一管口；所述主体下端与外嵌的基座紧密连接，所述基座侧面设有第二管口；所述底座位于样品池本体底部用于支撑样品池本体。

进一步的，所述主体上端和下端与外嵌的模块、基座之间使用胶水紧密连接，成为一体。

进一步的，所述的底座为长方形板状结构。

进一步的，所述第一管口和第二管口与软管连接，使样品进入和排出样品池本体的中空腔体。

进一步的，所述主体为上、下两端开口的漏斗状结构、中间为中空的圆柱体结构，圆柱体部分为透光面。

进一步的，所述圆柱体模块为圆柱体结构，与主体镶嵌的表面为漏斗状结构。

进一步的，所述基座为圆柱体结构，与主体镶嵌的表面均为漏斗状结构。

进一步的，所述主体和所述底座使用螺丝进行连接固定。

进一步的，所述底座上设有多个螺丝孔。

进一步的，所述第一管口和第二管口均为圆柱形管口。

进一步的，样品池本体中不同材质之间粘合紧密，样品或参比物通过样品池本体的中空腔体时不会发生渗漏。

进一步的，所述底座的最下面平板为长方形结构，长方形的四个顶角有四个圆孔，配套安装有四个螺丝，可以借助螺丝将底座或整个样品池装置固定在光学仪器中。

使用本实用新型的装置后，样品流入样品池主体的圆柱体腔体内，使用激光粒度仪的光探测器等在360度全周范围接受颗粒的散射信号，提高信噪比，获取更全面样品信息，完成数据分析。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)样品池的360度透光结构有利于收集颗粒360度范围的散射信息，散射信号无死角，可适用至激光粒度仪测试下限的理论极限，提高激光粒度仪的分析精度。

(2)样品池主体部分的横截面积较常规样品池扩大2-3倍，管道横截面积增加，提高了样品的流通量，更适合颗粒的在线检测。

附图说明

图1为本实用新型一种用于激光粒度测量的360度透光流动样品池装置的侧视结构示意图；

图2为本实用新型的横向剖面俯视角度的结构示意图；

图3为本实用新型的仰视结构示意图；

图4为本实用新型的实施例示意图；

其中，1-样品池本体，2-底座，3-主体，4-圆柱体模块，5-第一管口，6-基座，7-第二管口，8-底座平板，9-第一螺丝孔，10-第二螺丝孔，11-出料阀，12-循环蠕动泵，13-三通阀门，14-回流阀，15-回流阀，16-进样槽，17-搅拌装置，18-管路，19-废料出口。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本实用新型的具体实施作进一步说明，但本实用新型的实施不限于此。

实施例1

本实施例提供的一种用于激光粒度测量的360度透光流动样品池装置，如图1、图2、图3所示，其包括样品池本体1、底座2。

所述样品池本体1的主体3为透明材质，上下两端为漏斗状结构、中间为中空的圆柱体结构的类纺锤形的中空腔体，样品池主体3的圆柱体部分为透光面。样品池主体3上端漏斗状结构部分外嵌有实心的圆柱体模块4；

所述圆柱体模块4顶端设有中空的圆柱形第一管口5；所述主体3下端的漏斗状结构与外嵌的基座6紧密连接，所述的底端的圆柱形基座6侧面开有中空的圆柱形第二管口7。

所述的底座2为长方形板状结构，位于样品池本体1底部，用于支撑固定样品池本体1，并将样品池本体1固定在测量仪器的指定位置。所述的底座2为防水的刚性材质。

所述圆柱体模块4、基座6为耐酸碱、防水的刚性材质。所述主体3和所述底座2使用螺丝进行连接固定。所述底座2上的螺丝将整个装置固定在测量仪器的指定位置。

圆柱体模块4中心顶端位置为第一管口5，用于连接外部输入样品的管路18。样品池主体3下端漏斗状结构部分外嵌有实心的圆柱体基座6；基座6侧端位置为第二管口7，用于连接排出样品的管路18。

所述圆柱体模块4、第一管口5、下端外嵌的圆柱体基座6、第二管口7为材质相同的耐酸碱刚性材料，可为金属材质；主体3为耐酸碱的透明透光材质，可为石英材质。所述第一管口5和第二管口7使用耐酸碱、防水的刚性材质，能够与外界连接软管，使样品进入和排出样品池本体1的中空腔体。

整个样品池主体1为中空腔体，样品池主体3与上端外嵌的圆柱体模块4、下端外嵌的圆柱体基座6连接紧密、无缝隙、不会渗漏液体或粉末。

所述底座2的主体部分为刚性耐酸碱的长方体平板8，借助平板8底面的三个螺丝通过第二螺丝孔10将样品池主体1固定，借助平板8底面顶角的四个螺丝通过第一螺丝孔9将样品池主体1固定在光学仪器的指定位置。

实施例2

本实施例的一种用于激光粒度测量的360度透光流动样品池装置包括样品池本体1、底座2。所述样品池本体1的主体3为透明材质，上下两端为漏斗状结构、中间为中空的圆柱体结构的类纺锤形的中空腔体，样品池主体3的圆柱体部分为透光面。样品池主体3上端漏斗状结构部分外嵌有实心的圆柱体模块4；所述圆柱体模块4顶端设有中空的圆柱形第一管口5；所述主体3下端的漏斗状结构与外嵌的基座6紧密连接，所述的底端的圆柱形基座6侧面开有中空的圆柱形第二管口7。

所述的底座2为长方形板状结构，位于品池本体1底部，用于支撑固定样品池本体1，并将样品池本体1固定在测量仪器的指定位置。所述的底座2为防水的刚性材质。

所述圆柱体模块4、基座6为耐酸碱、防水的刚性材质。所述主体3和所述底座2使用螺丝进行连接固定。所述底座2上的螺丝将整个装置固定在测量仪器的指定位置。

圆柱体模块4中心顶端位置为第一管口5，用于连接外部输入样品的管路18。样品池主体3下端漏斗状结构部分外嵌有实心的圆柱体基座6；基座6侧端位置为第二管口7，用于连接排除样品的管路18。

所述圆柱体模块4、第一管口5、下端外嵌的圆柱体基座6、第二管口7为材质相同的耐酸碱刚性材料，可为金属材质；主体3为耐酸碱的透明透光材质，可为石英材质。所述第一管口5和第二管口7使用耐酸碱、防水的刚性材质，能够与外界连接软管，使样品进入和排出样品池本体1的中空腔体。

整个样品池主体1为中空腔体，样品池主体3与上端外嵌的圆柱体模块4、下端外嵌的圆柱体基座6连接紧密、无缝隙、不会渗漏液体或粉末。

本实施例的样品池主体3的圆柱体直径为3cm，圆柱体部分高7cm，顶端和底端漏斗形结构高1cm，上和下部漏斗形结构收口处直径为1cm。顶端外嵌圆柱体模块4直径4cm，高1.5cm，顶端样品入口直径1cm；底端外嵌圆柱体基座6直径6cm，高3.5cm，其中，右侧样品出口位置的上部高2cm，侧面的样品出口直径为1cm，出口下部高0.5cm。底座平板8宽9cm，长12cm，高1cm。螺丝孔直径0.4cm。样品池主体3容积为57mL。

所述主体3上端和下端的漏斗状结构与外嵌的模块4、基座6之间使用胶水紧密连接，成为一体。其胶水的类别根据粘接的两相的材质具体选择；例如样品池主体3为石英材质，外嵌模块4、基座6为金属材质，则可以选择丙烯酸结构胶或环氧结构胶或UV胶等进行粘接。

实施例3

借助外部循环系统，本实用新型装置可以实现流动状态下样品或参比样品的检测。本实用新型装置配合光学仪器适合检测纳米至微米尺度颗粒的粒度和粒度分布。

例如使用本装置检测内循环流动状态下的氧化锌颗粒悬浮液的粒度及粒度分布。如图4所示，使用时，取适量分散好的悬浮液倒入敞口的样品池16，打开搅拌装置17和循环蠕动泵12，三通阀门13联通左侧和上方管路18，出料阀11、回流阀14、回流阀15保持打开状态。此时，液体从敞口样品池16进入循环体系，经过打开的回流阀15，向左进入管路18，经过第一管口5进入本实用新型样品池装置主体腔体3，然后经过第二管口7流动经过打开状态的出料阀11，通过循环蠕动泵12，经过三通阀门13(三通阀门为左侧和上侧联通状态)，再经过打开状态的回流阀14；液体经过三通阀门13后，也可以从废料出口19流出。液体在管路18和样品池主体1中循环，循环动力为循环蠕动泵12。循环的速度可以由循环蠕动泵12进行调控。

加入样品后保持以上状态约10秒钟，待样品在管路中循环均匀稳定后，光学仪器的光路通过样品池主体3圆柱体腔体的透光面，使用相关仪器采集颗粒的散射信号，并分析处理数据信息，最终获得颗粒的粒度和粒度分布实验数据。

其中，管路18为耐酸碱软管，管路18紧密外套在第一管口5和第二管口7的圆柱体状管口外，并使用不锈钢水管固定卡箍勒紧，使管口与软管紧密连接、不漏液。液体的流动方向为从本实用新型装置上端的第一管口5流入，从本实用新型装置的侧端第二管口7流出。

检测完毕后，首先将三通阀门13联通左侧和右侧管路，将腔体中的液体排出；再关闭出料阀11，三通阀门联通上端和右侧管路，回流阀14、回流阀15保持打开，将循环管路中的废液排出。

实施例4

借助外部循环系统，可以实现静置状态样品或参比样品的检测。本实用新型装置可以配合光学仪器检测纳米及微米尺度颗粒的粒度和粒度分布。

例如使用本装置检测静置状态下豆奶的粒度及粒度分布。如图4所示，使用时取适量分散好的豆奶样品倒入样品池16，打开搅拌装置17和循环蠕动泵12，三通阀门13联通左侧和上方管路18，出料阀11、回流阀14、回流阀15保持打开状态。此时，液体从敞口样品池16进入循环体系，经过打开的回流阀15，向左进入管路18，经过第一管口5进入本实用新型样品池装置主体腔体3，然后经过第二管口7流动经过打开状态的出料阀11，通过循环蠕动泵12，经过三通阀门13(三通阀门为左侧和上侧联通状态)，再经过打开状态的回流阀14。液体在管路18和样品池主体1中循环，循环动力为循环蠕动泵12。循环的速度可以由循环蠕动泵12进行调控。

加入样品后保持以上状态约10秒钟，待样品在管路中循环均匀稳定后，关闭搅拌装置17和循环蠕动泵12，关闭出料阀11、回流阀14，三通阀门13保持联通左侧和上方管路18，光学仪器的光路通过样品池主体3圆柱体腔体的透光面。样品池主体3中的样品静置10分钟后，使用相关仪器采集颗粒的散射信号，并分析处理数据信息，最终获得颗粒的粒度和粒度分布实验数据。

其中，管路18为耐酸碱软管，管路18紧密外套在第一管口5和第二管口7的圆柱体状管口外，并使用不锈钢水管固定卡箍勒紧，使管口与软管紧密连接、不漏液。液体的流动方向为从本实用新型装置上端的第一管口5流入，从本实用新型装置的侧端第二管口7流出。

检测完毕后，先打开出料阀11、三通阀门13联通左侧和右侧管路，将腔体中的液体排出；再打开回流阀14、回流阀15，三通阀门联通上端和右侧管路，将循环管路中的废液排出。

以上仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的保护范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作为的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于激光粒度测量的360度透光流动样品池装置，包括样品池本体(1)和底座(2)，其特征在于：所述样品池本体(1)的主体(3)上端与外嵌的模块(4)紧密连接，模块(4)顶端设有第一管口(5)；所述主体(3)下端与外嵌的基座(6)紧密连接，所述基座(6)侧面设有第二管口(7)；所述底座(2)位于样品池本体(1)底部用于支撑样品池本体(1)。

2.根据权利要求1所述的一种用于激光粒度测量的360度透光流动样品池装置，其特征在于，所述主体(3)上端和下端与外嵌的模块(4)、基座(6)之间使用胶水紧密连接，成为一体。

3.根据权利要求1所述的一种用于激光粒度测量的360度透光流动样品池装置，其特征在于，所述的底座(2)为长方形板状结构。

4.根据权利要求1所述的一种用于激光粒度测量的360度透光流动样品池装置，其特征在于，所述第一管口(5)和第二管口(7)与软管连接，使样品进入和排出样品池本体(1)的中空腔体。

5.根据权利要求1所述的一种用于激光粒度测量的360度透光流动样品池装置，其特征在于，所述主体(3)为上、下两端开口的漏斗状结构、中间为中空的圆柱体结构，圆柱体部分为透光面。

6.根据权利要求1所述的一种用于激光粒度测量的360度透光流动样品池装置，其特征在于，所述模块(4)为圆柱体结构，与主体(3)镶嵌的表面为漏斗状结构。

7.根据权利要求1所述的一种用于激光粒度测量的360度透光流动样品池装置，其特征在于，所述基座(6)为圆柱体结构，与主体(3)镶嵌的表面均为漏斗状结构。

8.根据权利要求1所述的一种用于激光粒度测量的360度透光流动样品池装置，其特征在于，所述主体(3)和所述底座(2)使用螺丝进行连接固定。

9.根据权利要求1所述的一种用于激光粒度测量的360度透光流动样品池装置，其特征在于，所述底座(2)上设有多个螺丝孔。

10.根据权利要求1～9任一项所述的一种用于激光粒度测量的360度透光流动样品池装置，其特征在于，所述第一管口(5)和第二管口(7)均为圆柱形管口。

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