一种在线激光粒度仪

技术领域

本发明属于粉体检测技术领域，具体涉及一种在线激光粒度仪。

背景技术

粒度仪是用物理的方法测试固体颗粒的大小和分布的一种仪器。可分为纳米粒度仪，激光粒度仪，单颗粒光阻法粒度仪和图像粒度仪等。

目前的粒度仪并不能对生产的粉体进行在线检测，只能生产后将取粉体进行检测，往往导致检测不及时，出现过多的生产不合格的粉体，造成企业成本的增加。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供一种在线激光粒度仪，能够在线对粉体粒度进行检测，操作方便，检测及时，能够及时调整粉体的生产。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种在线激光粒度仪，包括：

主体，所述主体内设有用于检测粉体的光学空间；

喷粉管，所述喷粉管的一端穿入所述主体，并位于所述光学空间内用于排出粉体，所述喷粉管的另一端设有用于抽取粉体的取样口；

废粉抽取管，所述废粉抽取管的一端穿入所述主体，并位于所述光学空间内用于收集废粉，所述废粉抽取管的一端与所述喷粉管的一端相对设置，并留有检测通道；

激光发生器，所述激光发生器位于所述主体内，所述激光发生器产生激光束穿过所述检测通道；

多元光电探测器，所述激光发射器产生的激光束穿过所述检测通道对粉体粒度检测。

本发明的有益效果是：(1)通过设置的取样口能够对生产的粉体直接取样，然后通过激光发生器产生激光束对粒度进行检测，非常方便，不需要单独取样；

(2)本在线激光粒度仪可以在粉体加工设备中完成在线取样,在线粒度实时监测，从而使生产设备处于最佳的工作状态,以确保被加工粉体的粒度分布范围稳定，同时具有最大产量生产；

(3)本在线激光粒度仪不需要人员过多操作，实际使用中非常方便，利于企业进行应用。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述光学空间的侧壁上设有用于所述激光束穿过的光源保护玻璃和探测器保护玻璃，所述光源保护玻璃固定连接在所述光学空间靠近所述激光发生器的一端，所述探测器保护玻璃固定连接在所述光学空间靠近所述多元光电探测器的一端。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够保证激光束穿过光学空间，同时又能保护激光发生器和多元光电探测器。

进一步，所述光学空间内设有多个用于分散粉体的导流分压栅栏，多个所述导流分压栅栏平行设置，所述激光发生器产生的激光束穿过所述导流分压栅栏。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够均衡测试粉体在光源保护玻璃和探测器保护玻璃之间的气压差，以减小气流扰动产生测试粉体飞扬对光源保护玻璃和探测器保护玻璃的污染。

进一步，所述激光发生器包括激光器和激光功率控制器，所述激光功率控制器与所述激光器电连接，所述激光器的输出端朝向所述光源保护玻璃。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够使得在线测试的取样量尽量宽,使测试粉体处于最佳的遮光比和散射强度范围，使仪器的测试准确性和重复性最好，以便更好的检测粉体的粒度分布。

进一步，所述主体的侧壁上设有与所述光学空间连通的清洁空气入口，所述清洁空气入口设有用于对空气进行过滤的过滤部件。

采用上述进一步方案的有益效果是：利于粉体的弥散。

进一步，所述过滤部件包括空气过滤器和滤芯，所述滤芯设在所述空气过滤器内，所述空气过滤器的一端设有空气入口，另一端设有清洁空气出口，所述清洁空气出口与所述清洁空气入口连通。

采用上述进一步方案的有益效果是：避免空气中携带的颗粒对检测结果产生影响。

进一步，所述喷粉管的另一端与所述取样口之间设有负压取样部件，所述负压取样部件的输入端与所述取样口连通，输出端与所述喷粉管的另一端连通。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够将生产的粉体抽取，输送到喷粉管中，实现将粉体输送到光学空间检测，从而非常方便的实现在线检测，检测更方便。

进一步，所述负压取样部件包括高压气体进气管、用于分散粉体的抽样分散器和取样反吹器，所述高压气体进气管的一端通过抽样气阀与所述抽样分散器的动力端连接，所述抽样分散器的输出端与所述喷粉管的另一端连接，所述取样反吹器的动力端通过抽样反吹气阀与所述高压气体进气管的一端连接，所述取样反吹器的输入端与所述取样口连通，所述取样反吹器的输出端与所述抽样分散器的输入端连通，所述取样反吹器的输出端与所述抽样分散器的输入端之间还设有用于调整抽吸负压力的抽样调节阀。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够便于多次取样检测。

进一步，还包括用于清理所述光学空间的辅助负压抽气泵，所述主体的一侧设有与所述光学空间连通的辅助抽气口，所述辅助负压抽气泵的输入端与所述辅助抽气口连通。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够将光学空间中的粉体抽出，方便进行下一次检测。

进一步，还包括控制器和计算机，所述控制器与所述计算机电连接，所述控制器与所述激光发生器和所述多元光电探测器电连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够进行自动控制。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、粉体生产管；2、废气回抽口；4、抽样反吹气阀；5、取样口；7、取样反吹器；8、抽样调节阀；9、抽样分散器；10、抽样气阀；11、喷粉管；12、清洁空气入口；13、多元光电探测器；14、探测器保护玻璃；15、导流分压栅栏；16、粉体样品；17、光源保护玻璃；18、激光功率控制器；19、激光束；20、激光器；21、主体；22、光学空间；23、辅助抽气口；24、废粉抽取管；25、辅助负压抽气泵；26、控制器；27、计算机；28、控制信号；29、通讯信号；30、清洁空气出口；31、空气过滤器；32、滤芯；33、空气入口；34、抽气控制阀。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例

如图1所示，本实施例提供一种在线激光粒度仪，包括：主体21、喷粉管11、废粉抽取管24、激光发生器和多元光电探测器13。

主体21内设有用于检测粉体的光学空间22。喷粉管11的一端穿入主体21，并位于光学空间22内用于排出粉体，喷粉管11的另一端设有用于抽取粉体的取样口5。废粉抽取管24的一端穿入主体21，并位于光学空间22内用于收集废粉，废粉抽取管24的一端与喷粉管11的一端相对设置，并留有检测通道。激光发生器位于主体21内，激光发生器产生激光束19穿过检测通道。激光发射器产生的激光束19穿过检测通道对粉体粒度检测。

其中，主体21用于对粉体进行检测，其中主体21内设有两个隔板，两个隔板之间构成的空间即为光学空间22。光学空间22用于粉体的弥散，从而改变激光的折射率，使得对粉体的粒度检测。其中，喷粉管11用于将粉体输送到光学空间22中，使得粉体从检测通道喷洒在光学空间22中，并处于弥散状态。其中废粉抽取管24的一端用于将检测通道处的粉体排出，回到粉体生产管1中。而喷粉管11的另一端设置的取样口5，能够取出生产线上的粉体。在实际应用中，取样口5与产品输送管连通，而废粉抽取管24的另一端同样与产品输送管连通，使得废粉能够回到产品输送管。其中，激光发生器用于产生激光束19，使得激光束19穿过检测通道，检测通道处的粉体密集度高，检测准确性高，激光束19穿过粉体后，照射在粉体上，通过粉体散射，被粉体样品16散射的光照射在多元光电探测器13上,未被粉体样品16散射的直射光穿过多元光电探测器13的中心孔，通过多元光电探测器13检测激光束19，从而判断出粉体的粒度以及分布。其中多元光电探测器13为现有技术，对此不再过多赘述。

本实施例的技术方案的有益效果是，通过设置的取样口5能够对生产的粉体直接取样，然后通过激光发生器产生激光束19对粒度进行检测，非常方便，不需要单独取样。本在线激光粒度仪可以在粉体加工设备中完成在线取样,在线粒度实时监测，从而使生产设备处于最佳的工作状态,以确保被加工粉体的粒度分布范围稳定，同时具有最大产量生产。本在线激光粒度仪不需要人员过多操作，实际使用中非常方便，利于企业进行应用。

优选地，本实施例中，光学空间22的侧壁上设有用于激光束19穿过的光源保护玻璃17和探测器保护玻璃14，光源保护玻璃17固定连接在光学空间22靠近激光发生器的一端，探测器保护玻璃14固定连接在光学空间22靠近多元光电探测器13的一端。

其中，通过设置的光源保护玻璃17和探测器保护玻璃14利于激光束19穿过光学空间22，实现对粉体的检测。光源保护玻璃17用于保护激光发生器，避免粉体进入到激光发生器内。探测器保护玻璃14用于保护户多元光电探测器13，避免粉体进入到多元光电探测器13中，影响检测准确率。

优选地，本实施例中，光学空间22内设有多个用于分散粉体的导流分压栅栏15，多个导流分压栅栏15平行设置，激光发生器产生的激光束穿过导流分压栅栏15。通过设置的导流分压栅栏15能够均衡测试粉体在光源保护玻璃17和探测器保护玻璃14之间的气压差，以减小气流扰动产生测试粉体飞扬对光源保护玻璃17和探测器保护玻璃14的污染。

其中，多个导流分压栅栏15上设有用于激光束19穿过的中心孔，使得激光束19穿过中心孔，并向前散射，另外多个导流分压栅栏15上还分布有多个小孔，作为相邻两个导流分压栅栏15上的气流的通道。这样可以使相邻两个导流分压栅栏15之间的空间的气压近似，从而视为等压体，使保护气体流场稳定,减小保护气体的扰动引起的粉体飞扬。

优选地，本实施例中，激光发生器包括激光器20和激光功率控制器18，激光功率控制器18与激光器20电连接，激光器20的输出端朝向光源保护玻璃17。激光器20用于产生激光束19。激光功率控制器18用于控制激光器20的功率，从而控制产生激光束19的强弱，能够使得在线测试的取样量尽量宽,使测试粉体处于最佳的遮光比和散射强度范围，使仪器的测试准确性和重复性最好，以便更好的检测粉体的粒度分布。激光器20产生的激光束19照射在光源保护玻璃17上，并穿过光源保护玻璃17进入到光学空间22内。

优选地，本实施例中，主体21的侧壁上设有与光学空间22连通的清洁空气入口12，清洁空气入口12设有用于对空气进行过滤的过滤部件。通过设置的过滤部件能够过滤空气，形成清洁空气，然后从清洁空气入口12进入到光学空间22中，使得粉体能够处于弥散状态。

优选地，本实施例中，过滤部件包括空气过滤器31和滤芯32，滤芯32设在空气过滤器31内，空气过滤器31的一端设有空气入口33，另一端设有清洁空气出口30，清洁空气出口30与清洁空气入口12连通。

其中，空气过滤器31为内空，滤芯32安装在空气过滤器31内，空气过滤器31的一侧设有安装口，能够更换滤芯32。外界空气从空气入口33进入到空气过滤器31内部，然后穿过滤芯32，实现对空气过滤，过滤后的清洁空气从清洁空气出口30排出，并经清洁空气入口12进入到光学空间22内。从而能够有效的对空气过滤，避免空气中携带的颗粒对检测结果产生影响。

优选地，本实施例中，喷粉管11的另一端与取样口5之间设有负压取样部件，负压取样部件的输入端与取样口5连通，输出端与喷粉管11的另一端连通。通过设置的负压取样部件能够将生产的粉体抽取，输送到喷粉管11中，实现将粉体输送到光学空间22检测，从而非常方便的实现在线检测，检测更方便。其中，取样口5置于粉体生产管1内，与粉体生产管1连通，从而非常方便的取样在线生产的粉体。

优选地，本实施例中，负压取样部件包括高压气体进气管、用于分散粉体的抽样分散器9和取样反吹器7，高压气体进气管的一端通过抽样气阀10与抽样分散器9的动力端连接，抽样分散器9的输出端与喷粉管11的另一端连接，取样反吹器7的动力端通过抽样反吹气阀4与高压气体进气管的一端连接，取样反吹器7的输入端与取样口5连通，取样反吹器7的输出端与抽样分散器9的输入端连通，取样反吹器7的输出端与抽样分散器9的输入端之间还设有用于调整抽吸负压力的抽样调节阀8。

其中，高压气体进气管用于吹入高压气体，通过打开抽样气阀10，高压气体进气管的高压气体进入到抽样分散器9中，使得抽样分散器9产生负压，由于抽样分散器9与取样反吹器7连通，使得取样反吹器7内同样形成负压，从而取样口5处为负压，对粉体生产管1中输送粉体进行抽取，粉体进入到取样反吹器7中，然后流动到抽样分散器9，经抽样分散器9分散后，输送到喷粉管11中。其中，取样反吹器7用反吹风，使得能够进行分批取样，避免各个批次的粉体之间产生影响。

其中，通过设置的抽样反吹气阀4控制高压气体进气管与取样反吹器7的连通和断开，当打开抽样反吹气阀4时，高压气体进气管中的高压气体进入到取样反吹器7中，将取样反吹器7中残留的粉体药品吹回到粉体生产管1中，为便于下一次取样。当进行取样时，将抽样反吹气阀4关闭。

其中，设置的抽样调节阀8能够调节抽样分散器9产生的负压大小，调节取样的程度。优选地，根据生产工艺的需要,抽样调节阀8可以设置多个，多个抽样调节阀8平行设置，通过多个抽样调节阀8的开启或关闭的改变，来调节取样负压。多个抽样调节阀8可以单独开闭,也可以同时开闭而实现多档调节,以保证粒度测试的最佳散射浓度和遮光比。

优选地，本实施例中，还包括用于清理光学空间22的辅助负压抽气泵25，主体21的一侧设有与光学空间22连通的辅助抽气口23，辅助负压抽气泵25的输入端与辅助抽气口23连通。通过设置的辅助负压抽气泵25能够将光学空间22中的粉体抽出，方便进行下一次检测。通过辅助负压抽气泵25能够抽空光学空间22。辅助负压抽气泵25为现有技术，在此不再过多赘述其结构。

优选地，本实施例中，废粉抽取管24的另一端通过抽气控制阀34与粉体生产管1连通，其中粉体生产管1上设有废气回抽口2，抽气控制阀34与废气回抽口2连通，通过打开或关闭抽气控制阀34能够实现废粉抽取管24与废气回抽口2的连通或断开。

优选地，本实施例中，还包括控制器26和计算机27，控制器26与计算机27电连接，控制器26与激光发生器和多元光电探测器13电连接。其中，抽样气阀10、抽样调节阀8、抽样反吹气阀4和抽气控制阀34为电磁阀，并与控制器26电连接，通过控制器26能够控制样气阀、抽样调节阀8、抽样反吹气阀4和抽气控制阀34的打开或关闭。控制器26还与辅助负压抽气泵25电连接，能够控制辅助负压抽气泵25的打开或关闭。

本在线激光粒度仪的使用原理是，粉粹机加工的粉体经粉体生产管1输出，由抽风系统抽到产品收集装置中。粉体生产管1中粉体就是生产所需的产品。在线激光粒度仪就是测试此管中的粉体粒度。

在线测试时，当抽样气阀10打开时,高压气体进入抽样分散器9,在文丘里效应作用下而产生负压抽力,粉体生产管1中粉体经过取样口5，再经取样反吹器7,进入抽样分散器9中分散混合后进入喷粉管11，从缺口喷出分散在光学空间22中，完成对样品的取样分散和输送。激光器20产生的激光束19照射到测试粉体上产生的散射光，被置于前向的多元光电探测器13上，被收集并转换为电信号。经控制器26处理后输入计算机27，计算得到样品粒度分布，测试后的测试粉体经废粉抽取管24，抽气控制阀34和废气回抽口2，返回粉体生产管1中回收。在测试完成后，与测试有关的动作相继关闭。光学空间22中由抽气控制阀34产生的负压消失。此时光学空间22的负压就由辅助负压抽气泵25通过辅助抽气口23维持，保证光学空间22中的保护气体流场稳定,减小对保护玻璃的污染，通过辅助负压抽气泵25将光学空间22中的粉体完全抽出，方便下次检测。

为满足产品产量尽量大的变化,可以通过激光功率控制器18控制激光器20的功率，使测试粉体处于最佳的遮光比和散射强度,以达到最好的测试准确性和重复性。

可根据生产的工艺参数，设定在线测试的间隔时间，测试结果以数据和曲线实时显示和保存。数据可以直接作为粒度实时监测。

另外，粒度数据可以根据在线控制的工艺要求,采用相应的算法,通过控制信号与现场的生产设备交换信息，实现开环或闭环自动控制。保证加工的粉体的粒度稳定,提高产品和质量，节省人工。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“内”、“外”、“周侧”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。