一种在高浓度粒子溶液中检测粒子浓度和粒径的探头

摘要

本发明涉及粒子检测技术领域，尤其是一种在高浓度粒子溶液中检测粒子浓度和粒径的探头。包括容器一，容器二，泵机和探头，所述容器一中内置稀释溶液，容器二中内置高浓度溶液，容器二中浸没有探头，所述探头包括基于库尔特原理的采样机构，该采样机构的外部罩装有一取样管，所述取样管将采样机构和高浓度溶液隔离，该取样管采用高分子材料制出，在内部负压状态下，高浓度溶液可由取样管渗入探头的采样机构，所述探头的取样管内部还包括注水管，抽水管一和抽水管二，其中注水管通过泵机与容器一导通，抽水管一和抽水管二分别与外部泵机的抽水侧导通。

说明书

技术领域

本发明涉及粒子检测技术领域，尤其是一种在高浓度粒子溶液中检测粒子浓度和粒径的探头。

背景技术

1940年晚期，华来史.库尔特发明了一种技术，用于近似的记数和测量均匀分布在电解液中的微粒，库尔特原理，亦称之为电敏感带(ESZ)方法，是许多国家和国际标准的参考，这种分析法，即基于库尔特原理的分析仪器经常作为参考，来评估其他微颗粒测量仪器的测量技术。

在ESZ方法中，悬浮液通过一个小圆柱的开口(即小孔)小孔两边有分离的电极，之间有电流流过。虽然电流的幅度较小(通常是1mA)，但分离电极的限制而产生的阻抗在小孔内形成可观的电流密度，每一个微粒通过小孔(敏感带)时，排开了相当于自身体积的导电液，即刻增加了小孔的电阻。

电阻的变化产生了微小但成比例的电压变化，通过放大器，电压波动转变成足够的电压脉冲以便能精确测量。库尔特原理认为脉冲的幅度是与产生脉冲的微粒的体积是直接成比例的。通过在电压单位上衡量这些脉冲的高度，能获得和显示粒度分布图。并且，如果利用定量仪器通过小孔抽取已知量的悬浮液，那么脉冲数的统计就反映了此悬浮液中每单位体积微粒的浓度。

ESZ方法使用检测低浓度粒子溶液，在检测高浓度粒子溶液时，同一时间会有大量的粒子通过小孔，造成小孔堵塞，影响测量精准度。为解决堵孔这一现象，研究人员努力研究检测探头结构来改善这一状况。目前国内无使用这一原理测量粒子浓度和粒径，国外，库尔特原理提出者华莱士·H.库尔特和他的兄弟小约瑟夫·R.库尔特所创办的贝克曼库尔特公司拥有解决小孔堵塞问题的办法。其采用向检测试管里注射电解质溶液的方法来降低样本溶液浓度，减少粒子，从而减少堵孔现象。

现在在解决高浓度粒子溶液里测量中遇到堵孔现象问题的方法大多具有以下一种或几种缺点：1.成本高2.影响被测溶液浓度，导致检测结果不准确3.不能完全解决堵孔问题4.结构复杂，难以应用到小空间环境。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可应用于高浓度粒子溶液进行粒子浓度和粒径的检测装置，采用集成化结构，通过稀释方法解决已有设备结构复杂，所占空间大，在高浓度溶液中检测不准确的一种在高浓度粒子溶液中检测粒子浓度和粒径的探头。

本发明采取的技术方案是：

一种在高浓度粒子溶液中检测粒子浓度和粒径的探头，其特征在于：包括容器一，容器二，泵机和探头，所述容器一中内置稀释溶液，容器二中内置高浓度溶液，容器二中浸没有探头，所述探头包括基于库尔特原理的采样机构，该采样机构的外部罩装有一取样管，所述取样管将采样机构和高浓度溶液隔离，该取样管采用高分子材料制出，在内部负压状态下，高浓度溶液可由取样管渗入探头的采样机构，所述探头的取样管内部还包括注水管，抽水管一和抽水管二，其中注水管通过泵机与容器一导通，抽水管一和抽水管二分别与外部泵机的抽水侧导通。

进一步的，所述采样机构包括一个法兰，该法兰面向取样管的轴向端部安装有小孔管，所述小孔管内部安装有内电极，该小孔管外部对向安装有外电极，所述小孔管的下端侧壁制有溶剂粒子导入的小孔。

进一步的，所述探头下方安装有搅拌机，该搅拌机的搅拌子位于取样管内部。

进一步的，所述抽水管二和小孔管的上端部导通。

进一步的，所述法兰背向取样管的端部内缘嵌装有一橡胶塞，该橡胶塞内均匀间隔制有多个安装孔，分别用于穿装注水管、抽水管一、抽水管二、内电极、外电极和小孔管及相关组件。

进一步的，所述法兰安装有小孔管的轴向端部和一下护套一体安装，另一侧端部与上护套一体安装。

进一步的，所述上护套套装在法兰和橡胶塞外部用于对各个管路的端部和内、外电极的线缆进行引导和固定。

进一步的，所述下护套套装在取样管的外部，其位于小孔管径向旁侧的位置镂空设置。

本发明的优点和积极效果是：

本发明中，通过容器一，容器二，泵机和探头进行配合形成一套完整的检测系统，其中容器二用于放置待检的高浓度溶液，容器一用于放置已知浓度的低浓度溶液，泵机用于抽取相应的溶液，探头则用于对混合后的溶液浓度进行检测。

本发明中，通过不同泵机的泵速调整抽取溶液的流速和流量，当抽水管一工作时，抽走取样管里的空气，大气压强挤压高浓度粒子溶液通过取样管的小孔进入取样管中。同时，注水管抽取稀释溶液，注入取样管里和携带大量粒子的高浓度粒子溶液混合，达到稀释的目的。在稀释过程中，搅拌子不停搅拌充分混合溶液，防止粒子沉淀影响检测结果的精准度。混合后的溶液通过小孔管的小孔，引起电阻的变化从而被检测到，通过计算注水管的注水量与取样管内高浓度粒子溶液进水量的比值，能推算出原样本溶液里粒子分布情况。通过以上的检测系统和方法配合即可在保证系统正常运行的前提下，对于高浓度溶液实现准确的检测工序。

本发明中，取样管内安装的注水管，抽水管，内、外电极(正负铂丝电极)，小孔管，上方密闭，下方为搅拌器外接稀释溶液共同组成检测探头。其中抽水管1和注水管连接的泵机的泵速是可根据采集要求量化调节的。

本发明中，采用上护罩、法兰、橡胶扫、下护套、取样管和小孔管配合形成一种新的集成式的采样探头，其结构合理，布局紧凑适合小空间的采用环境中使用。上护罩将法兰的轴向一端进行隔离，对于内电极、外电极的线缆以及抽液管的导入部分进行引导和密封。下护罩将取样管和采样机构包覆在内侧，防止其与外部结构发生磕碰进行实现有效的保护。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中探头部分的零件爆炸图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

一种在高浓度粒子溶液中检测粒子浓度和粒径的探头，其特征在于：包括容器一9，容器二8，泵机11和探头，所述容器一中内置稀释溶液，容器二中内置高浓度溶液，容器二中浸没有探头，所述探头包括基于库尔特原理的采样机构，该采样机构的外部罩装有一取样管5，所述取样管将采样机构和高浓度溶液隔离，该取样管采用高分子材料制出，在内部负压状态下，高浓度溶液可由取样管渗入探头的采样机构，所述探头的取样管内部还包括注水管10，抽水管一12和抽水管二1，其中注水管通过泵机与容器一导通，抽水管一和抽水管二分别与外部泵机的抽水侧导通。

本实施例中，所述采样机构包括一个法兰15，该法兰面向取样管的轴向端部安装有小孔管4，所述小孔管内部安装有内电极3，该小孔管外部对向安装有外电极2，所述小孔管的下端侧壁制有容置粒子导入的小孔。

本实施例中，所述探头下方安装有搅拌机7，该搅拌机的搅拌子6位于取样管内部。

本实施例中，所述抽水管二和小孔管的上端部导通。

本实施例中，所述法兰背向取样管的端部内缘嵌装有一橡胶塞，该橡胶塞内均匀间隔制有多个安装孔，分别用于穿装注水管、抽水管一、抽水管二、内电极、外电极和小孔管及相关组件。

本实施例中，所述法兰安装有小孔管的轴向端部和一下护套16一体安装，另一侧端部与上护套13一体安装。

本实施例中，所述上护套套装在法兰和橡胶塞14外部用于对各个管路的端部和内、外电极的线缆进行引导和固定。

本实施例中，所述下护套套装在取样管的外部，其位于小孔管径向旁侧的位置镂空设置。所述上护套可在检测过程中一通浸没于高浓度溶液中，也可将其拆下仅将取样管部分浸没。

本发明的工作过程是：

本发明使用时，通过不同泵机的泵速调整抽取溶液的流速和流量，当抽水管一工作时，抽走取样管里的空气，大气压强挤压高浓度粒子溶液通过取样管的小孔进入取样管中。同时，注水管抽取稀释溶液，注入取样管里和携带大量粒子的高浓度粒子溶液混合，达到稀释的目的。在稀释过程中，搅拌子不停搅拌充分混合溶液，防止粒子沉淀影响检测结果的精准度。混合后的溶液通过小孔管的小孔，引起电阻的变化从而被检测到，通过计算注水管的注水量与取样管内高浓度粒子溶液进水量的比值，能推算出原样本溶液里粒子分布情况。通过以上的检测系统和方法配合即可在保证系统正常运行的前提下，对于高浓度溶液实现准确的检测工序。

本发明中，通过容器一，容器二，泵机和探头进行配合形成一套完整的检测系统，其中容器二用于放置待检的高浓度溶液，容器一用于放置已知浓度的低浓度溶液，泵机用于抽取相应的溶液，探头则用于对混合后的溶液浓度进行检测。

本发明中，通过不同泵机的泵速调整抽取溶液的流速和流量，当抽水管一工作时，抽走取样管里的空气，大气压强挤压高浓度粒子溶液通过取样管的小孔进入取样管中。同时，注水管抽取稀释溶液，注入取样管里和携带大量粒子的高浓度粒子溶液混合，达到稀释的目的。在稀释过程中，搅拌子不停搅拌充分混合溶液，防止粒子沉淀影响检测结果的精准度。混合后的溶液通过小孔管的小孔，引起电阻的变化从而被检测到，通过计算注水管的注水量与取样管内高浓度粒子溶液进水量的比值，能推算出原样本溶液里粒子分布情况。通过以上的检测系统和方法配合即可在保证系统正常运行的前提下，对于高浓度溶液实现准确的检测工序。

本发明中，取样管内安装的注水管，抽水管，内、外电极(正负铂丝电极)，小孔管，上方密闭，下方为搅拌器外接稀释溶液共同组成检测探头。其中抽水管1和注水管连接的泵机的泵速是可根据采集要求量化调节的。

本发明中，采用上护罩、法兰、橡胶扫、下护套、取样管和小孔管配合形成一种新的集成式的采样探头，其结构合理，布局紧凑适合小空间的采用环境中使用。上护罩将法兰的轴向一端进行隔离，对于内电极、外电极的线缆以及抽液管的导入部分进行引导和密封。下护罩将取样管和采样机构包覆在内侧，防止其与外部结构发生磕碰进行实现有效的保护。