CN113358533A - 反射结构及包含该结构的微粒测量装置及其检测方法 - Google Patents
反射结构及包含该结构的微粒测量装置及其检测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113358533A CN113358533A CN202110652394.9A CN202110652394A CN113358533A CN 113358533 A CN113358533 A CN 113358533A CN 202110652394 A CN202110652394 A CN 202110652394A CN 113358533 A CN113358533 A CN 113358533A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- scattered light
- lens
- direct light
- emergent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 206010019909 Hernia Diseases 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000411 transmission spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
- G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means
- G01N15/0211—Investigating a scatter or diffraction pattern
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明涉及反射结构及包含该结构的微粒测量装置及其检测方法,其中所述反射结构包括镜体以及开设于所述镜体的孔,所述镜体具有反射面以用于反射散射光信号;所述孔用于透射出射直射光并且所述孔的中心与所述出射直射光的光轴同轴。本发明通过增加反射结构以用于将颗粒受照明光束所产生的直射光信号以及散射光信号分离,并且该直射光信号被疏导至远离流动室测量点的位置,使所述直射光被消除的同时可对散射光进行接收和检测,以避免采用遮光棒或掩模版所引起的杂散光问题,进一步提高了测量过程中的信噪比。
Description
技术领域
本发明涉及光学设备技术领域,尤其涉及反射结构及包含该结构的微粒测量装置及其检测方法。
背景技术
微粒测量装置用于评估样本的尺寸、数量、材质等性质,其主要将样品微粒引入流体,然后用照明光束照亮流体,当照明光束进入流体时与样品相互作用,使光线从流体中各方向散射出去产生散射光,由于样品微粒粒径或材质的变化,因此在不同方向上散射出去的散射光也会相应变化,根据不同的测量需求,采用不同的测量形式对该散射光进行收集和探测,同时避免直射光对散射光信号造成干扰。
目前为了避免直射光对散射光信号造成干扰,其中一种方法是通过遮光装置遮挡掉光路中间具有一定角度的直射光,从而使较大角度的散射光进入探测器,另一种方法是采用掩膜版不同的挡光区域遮挡相应角度的直射光,使通光区域的光线被探测器接收,以实现散射光的探测,但上述两种方法均存在问题如下:
(一)遮光装置或掩模版挡光区域的反射以及受散射光的影响均容易对测量装置中光学系统引入杂散光,从而影响整个测量装置的信噪比,并且该种方法只能实现前向散射光的探测,无法实现背向散射光的探测。
(二)遮光装置或掩膜版挡光的形式无法借助直射光进行光路实时在线调整。
(三)掩模版的结构设计难度大,加工的复杂性高。
发明内容
针对上述现有技术的缺点,本发明的目的是提供反射结构及包含该结构的微粒测量装置及其检测方法,以解决现有技术中的一个或多个问题。
为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
反射结构,其特征在于:所述反射结构包括
镜体,所述镜体具有反射面以用于反射散射光信号;
孔,所述孔开设于所述镜体,所述孔用于透射出射直射光并且所述孔的中心与所述出射直射光的光轴同轴。
所述镜体的反射面具有单一尺寸时满足以下关系式:
D1=f×tanθ/cosψ
其中D1表示反射面直径,f表示镜头焦距,θ表示散射光信号半收光角度,ψ表示散射光信号在镜体上的入射角。
所述镜体的反射面具有至少两个尺寸时满足以下关系式:
L1=f×tanθ/cosψ
L2=f×tanθ
其中L1表示反射面长度,L2表示反射面宽度,f表示镜头焦距,θ表示散射光信号半收光角度,ψ表示散射光信号在镜体上的入射角。
所述孔的孔径满足以下关系式:
D2=f×tanθ/cosψ
其中D2表示孔的孔径,f表示镜头焦距,θ表示出射直射光半发散角,ψ表示出射直射光在镜体上的入射角。
所述孔的中心与所述镜体的中心同轴设置。
所述孔的中心与所述镜体非同轴设置。
一种微粒测量装置,其特征在于:包括光源、上述反射结构、至少一第一镜头、流动室、探测器以及遮挡元件,其中
所述光源用于发射照明光束;
所述第一镜头用于将所述照明光束聚焦至所述流动室的中心;
所述流动室用于使包含颗粒的液滴依次受所述照明光束照射并产生出射直射光及至少一散射光信号;
所述反射结构用于将所述出射直射光以及至少一所述散射光信号分离;
所述探测器用于接收及检测所述散射光信号;
所述遮挡元件用于遮挡和/或消除所述出射直射光。
当所述照明光束的入射方向与所述出射直射光及所述散射光信号的出射方向相同时,所述反射结构设置于所述流动室与所述遮挡元件之间。
当所述照明光束的入射方向与所述出射直射光及所述散射光信号的出射方向相反时,所述反射结构设置于所述流动室与所述光源之间。
所述微粒测量装置还包括至少一第二镜头,所述第二镜头设置于所述流动室与所述反射结构之间,以用于将所述出射直射光及所述散射光信号汇聚成平行光束。
所述微粒测量装置还包括至少一衰减片及至少一滤光片,其中所述衰减片用于减弱所述散射光信号的光强;所述滤光片用于通过指定的散射光信号。
所述微粒测量装置还包括至少一第三镜头,所述第三镜头设置于所述滤光片的出射端,以用于通过所述滤光片的指定的散射光信号会聚。
微粒测量装置的检测方法,其特征在于:
光源发射照明光束;
照明光束照射微粒颗粒并产生光信号,所述光信号包括出射直射光及散射光信号;
通过反射结构分离所述出射直射光和所述散射光信号;
通过遮挡元件消除所述出射直射光以及通过探测元件接收及检测所述散射光信号。
与现有技术相比,本发明的有益技术效果如下:
(一)本发明通过增加反射结构以用于将颗粒受照明光束所产生的直射光信号以及散射光信号分离,并且该直射光信号被疏导至远离流动室测量点的位置,使所述直射光被消除的同时可对散射光进行接收和检测,以避免采用遮光棒或掩模版所引起的杂散光问题,进一步提高了测量过程中的信噪比。
(二)进一步的,通过改变反射结构的位置可以实现前向散射光信号或背向散射光信号的探测,与现有技术相比可以多一维测量信息,进一步使可表征颗粒的更多特征。
(三)进一步的,通过观测出射直射光的准直效果可获得第二镜头的精确位置,从而实现第二镜头位置的精准调节。
(四)进一步的,调整第一镜体或第二镜体的姿态并配合调节第三镜头的位置、以及调节探测器的位置均可以实现将经过第三镜头的前向散射光信号或背向散射光信号的会聚焦点位于探测器的中心位置。
附图说明
图1示出了本发明实施例一反射结构及包含该结构的微粒测量装置及其检测方法的结构示意图。
图2示出了本发明实施例二反射结构及包含该结构的微粒测量装置及其检测方法的结构示意图。
图3示出了本发明实施例一反射结构及包含该结构的微粒测量装置及其检测方法中反射结构与第二镜头之间的关系示意图。
图4示出了本发明实施例二反射结构及包含该结构的微粒测量装置及其检测方法中反射结构与第一镜头之间的关系示意图。
图5示出了本发明实施例一反射结构及包含该结构的微粒测量装置及其检测方法中照明光束入射角与前向散射光发散角以及直射光发散角的示意图。
图6示出了本发明实施例二反射结构及包含该结构的微粒测量装置及其检测方法中反射结构的尺寸示意图。
附图中标记:100、光源;101、光束;102、第一镜头;103、流动室;104、微粒;105、直射光;106、第二镜头;1071、前向散射光信号;1072、背向散射光信号;108、遮挡元件;109、衰减片;110、滤光片;111、第三镜头;112、探测器;20、反射结构;200、第一镜体;201、第一孔;210、第二镜体;211、第二孔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的反射结构及包含该结构的微粒测量装置及其检测方法作进一步详细说明。根据下面说明,本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是,附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂,请参阅附图。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
实施例一:
请参考图1,一种微粒测量装置,包括光源100、反射结构20、至少一第一镜头102、流动室103、探测器112以及遮挡元件108,其中所述光源100用于发射照明光束;所述第一镜头102用于将所述照明光束聚焦至所述流动室103的中心;所述流动室103用于使包含颗粒的液滴依次受所述照明光束照射并产生直射光及至少一散射光;所述反射结构20用于将所述直射光以及至少一所述散射光分离;所述探测器112用于接收及检测至少一所述散射光;所述遮挡元件108用于遮挡和/或消除所述直射光。
具体的,请参考图1,当所述照明光束的入射方向与所述直射光及所述散射光的出射方向相同时,所述反射结构20设置于所述流动室103与所述遮挡元件108之间。
具体的,在本发明实施例一所述微粒测量装置中,所述光源100采用疝灯或半导体激光器或固体空间激光器或带尾纤输出的半导体或固体空间激光器中的任意一种,优选的,本发明实施例一所述微粒测量装置有选疝灯,所述疝灯输出的光束101的光束口径优选为0.5~10mm。
进一步的,上述光束101为单束单色激光或多束不同波长的单色激光中的任意一种,本发明实施例一所述微粒测量装置中,所述单束单色激光优选为488nm激光。当然,在本发明的其他实施例中,当光束101为多束不同波长的单色激光时,其可以是375nm、405nm、488nm、532nm、561nm、638nm等任意波长的组合,也可以是连续宽光谱准直光束,例如400nm~700nm波段的可见光。
进一步的,在本发明实施例一所述微粒测量装置中,所述第一镜头102优选为会聚透镜,所述会聚透镜的口径根据入射准直光束的口径确定,本发明中会聚透镜的口径优选为4mm~50mm之间,所述会聚透镜的焦距长度根据实际需求的会聚光斑大小需求确定,在本发明实施例一所述微粒测量装置中,所述会聚透镜的焦距长度优选为5mm~50mm。
进一步的,请参考图1和图4,从流动室103入射的照明光束的会聚角α与经过流动室103并照射微粒104之后出射的直射光105的发散角β相同或不同,所述会聚角α与所述发散角β的角度范围值优选为0°~5°。
进一步的,请参考图1和图4,从流动室是103出射的前向散射光107的收光角γ大于出射直射光105的发散角β。
进一步的,请参考图1,所述微粒测量装置还包括至少一第二镜头106,优选的,本发明实施例一所述微粒测量装置中第二镜头106优选为准直透镜,所述准直透镜用于将经过微粒之后的直射光和散射光汇聚成平行光束,所述准直透镜的焦距优选为20mm(在本发明的其他实施例中,上述焦距也可以是除本实施例之外的任意焦距),其根据前向散射光107光束准直的工作距确定,所述准直透镜的口径优选为20mm,该口径根据出射的前向散射光107的发散角以及准直透镜的工作距确定。
下面描述反射结构20的具体结构如下:
请参考图1,所述反射结构包括第一镜体200以及开设在所述第一镜体200上的第一孔201,所述第一镜体200具有反射面用于反射散射光,所述孔200用于透射直射光,所述第一孔201的轴心与所述直射光的中心光轴同轴,在本发明实施例一所述微粒测量装置中,所述第一孔201的轴心与所述第一镜体200的中心同轴。当然,在本发明的其他实施例中,所述第一孔201的轴心与所述第一镜体200的中心也可以是非同轴布置。
进一步的,请继续参考图3,前向散射光信号1071接触第一镜体200的反射面的入射角ψ的角度范围为0~90°的锐角。
进一步的,所述第一镜体200可以为圆形、椭圆形、矩形中的任意一种,本发明实施例一所述微粒测量装置中,所述第一镜体200优选为圆形,所述第一镜体200的的直径需要满足以下关系式:
D 1≥f×tanθ/cosψ1
其中D1表示第一镜体200的直径,f表示第二镜头106的焦距,θ表示前向散射光信号1071的半收光角(即1/2前向散射光信号1071的收光角γ),ψ1表示前向散射光信号1071在第一镜体200上的入射角。
其中第二镜头106的焦距f与前向散射光信号1071的收光角θ的乘积可以计算出第二镜头106的半径r,当然,在本发明的其他实施例中,只要知道第二镜头的焦距f或前向散射光信号1071的收光角θ以及第二镜头106的半径r中的任意两者均可以计算出剩余的未知量。
具体的,本发明实施例一所述反射结构中所述前向散射光信号1071的收光角θ为36°(所述收光角θ在本发明其他实施例中可以是其他任意角度),所述第二镜头106的焦距f为27mm,计算出第二镜头106的半径r1约为20mm,然后根据前向散射光的入射角ψ1为45°,最终计算出第一镜体200的直径D1为20mm/cos45°≈28.3mm,即所述第一镜体200的直径不小于28.3mm。
进一步的,所述第一镜体200上第一孔201,所述第一孔201的形状可以为圆形、椭圆形、矩形中的任意一种,本发明实施例一所述微粒测量装置中,所述第一孔201的形状优选为圆形,所述第一孔201的直径需要满足以下公式:
D2≥f×tanδ/cosη
其中D2表示第一孔201的直径,δ表示出射直射光105的半发散角(即1/2的出射直射光105的发散角β),f表示第二镜头106的焦距,η表示准直后的出射直射光105在第一镜体200上的入射角。
第二镜头106的焦距f与出射直射光105的发散角δ的乘积可以计算出准直后直射光的半径,当然,在本发明的其他实施例中,只要知道第二镜头的焦距f或出射直射光105的发散角δ以及准直后出射直射光105的半径中的任意两者均可以计算出剩余的未知量。
本发明实施例一所述反射结构中所述出射直射光105的发散角δ为10.5°,所述第二镜头106的焦距f为27mm,计算出准直后直射光的光束半径约为5mm,
具体的,本发明实施例一所述反射结构中所述出射直射光105的入射角η为45°,而准直后出射直射光105的光束直径为5mm时,所述第一镜体200的第一孔201的直径不小于5mm/cos45°≈7.1mm。
本发明实施例一只是描述了第一镜体200是圆形的情况,当所述第一镜体200为圆形时,所述第一镜体200的直径不小于反射面上椭圆光斑的长轴。同样的,当第一镜体200是矩形时,所述第一镜体200的长度不小于反射面上椭圆光斑的长轴,所述矩形的宽度不小于反射面上椭圆光斑的短轴。
当然,在本发明的其他实施例中,所述第一镜体200的形状以及第一孔201的形状也可以是除上述形状之外的任意形状,其只要满足上述关系式即可。
进一步的,请继续参考图1,所述遮挡元件108优选为黑色材料制作,以达到遮挡和消除直射光的目的。
进一步的,请继续参考图1,所述探测器112用于接收和检测前向散射光,优选的,在本发明实施例一所述微粒检测装置中,所述探测器112为PD或APD或PMT光电传感器,所述探测器112的靶面大于前向散射光107会聚光斑的直径,所述探测器112若为圆形,上述靶面即代表该圆形靶面的直径,同样的,若探测器112为非圆形,那所述靶面只要能覆盖光斑即可。
进一步的,请继续参考图1,所述微粒测量装置还包括至少一衰减片109以及至少一滤光片111,其中,所述衰减片109用于减弱前向散射光的光强,所述滤光片111用于通过指定的散射光信号。
具体的,请继续参考图1,所述衰减片109设置于镜体200的反射面,所述滤光片111设置于所述衰减片109的出射端。其中所述衰减片109的通光口径不小于所述前向散射光107的光束直径,优选的,本发明实施例一所述微粒测量装置中所述前向散射光107的光束直径为20mm,因此所述衰减片109的通光口径不小于20mm。所述衰减片109的衰减倍率根据前向散射光107的强度分布范围以及探测器112的动态相应范围确定,例如为OD1、OD2、OD3等。
具体的,请继续参考图1,所述滤光片111的通光口径不小于前向散射光107的光束直径,优选的,本发明实施例一所述微粒测量装置中所述前向散射光107的光束直径为20mm,因此滤光片111的通光口径不小于20mm。所述滤光片111的透射中心波长与需要探测的前向散射光107所对应的光束101的波长相同,所述滤光片的带宽不小于所述光束101的半高半宽。其中所述滤光片的半高半宽指滤光片的滤波带宽,半高半宽指滤光片最大透射率的一半所对应的波长λ1和λ2之差,其中入射照明光指光源所发射的光束的波长展宽而非光斑尺寸。优选的,本发明实施例一所述微粒测量装置中光束101的光束直径为488nm,半高全宽为10nm的照明光束的散射光时,可以采用透射中心波长为88nm、透射光谱半高全宽为10nm的滤光片111。
进一步的,请继续参考图1,所述微粒测量装置还包括第三镜头110,在本发明实施例一所述微粒测量装置中,所述第三镜头110为与第一镜头102结构相同的会聚透镜,所述会聚透镜的通光口径不小于滤光片111出射的前向散射光107的光束直径,本发明实施例一中前向散射光107的光束直径为20mm,所述第三镜头110即会聚透镜的通光口径不小于20mm。
下面描述本发明实施例一所述微粒检测装置的检测方法如下:
S1:光源100发出准直的光束101并通过第一镜头102会聚之后聚焦至流动室103流道的中心。
S2:包含微粒104的样本液在流动液的包裹下以层流形式通过并被所述准直的光束101照射,当光束101照射在微粒104上出射前向散射光信号1071以及出射直射光105,该出射直射光105的传播方向与该前向散射光信号1071的传播方向相同。
S3:出射的前向散射光信号1071以及出射的出射直射光105通过第二镜头106分别进行收光并准直成平行光束并分别传输至反射结构20中。
S4:出射的出射直射光105透过反射结构20的孔201并最终由遮挡元件108遮挡并将该出射直射光105消除。而出射的散射光1071通过镜体200的反射面反射并依次经过衰减片109衰减并传输至滤光片111,由所述滤光片111滤波后通过第三镜头110会聚于探测器112的靶面上进行接收和检测,所述探测器112将该前向散射光1071接收后并转换成电信号,然后进行检测,以通过该电信号检测出表征颗粒的多个特征。
进一步的,可以在不上样本的情况下观测出射直射光105的准直效果来获得第二镜头106的精确位置,以实现对第二镜头106位置的精准调节。具体调整方法如下:
A1:于第二镜头106的近场和远场的位置分别设置屏幕;
A2:观察从第二镜头106出射的出射直射光105反射在近场屏幕以及远场屏幕上的光斑大小;
A3:若近场屏幕上出射直射光105反射的光斑以及远场屏幕上出射直射光105反射的光斑一致,则光路达到准直状态,即第二镜头106调整至合适位置。反之,若不一致,则表示光路未达到准直状态,重新调节第二镜头106的位置并返回至A2观察近场屏幕以及远场屏幕上光斑的大小。
由于出射直射光105以及前向散射光信号1071均是从微粒104被光束101照射的测量点处发出的,因此相对于第二经镜头106而言,上述两者是共焦的,因此若出射的出射直射光105达到准直,则出射的前向散射光信号1071也达到准直。上述调节方法在实施例二以及后续系统运行和维护过程中仍然适用,对此本发明不作进一步赘述。
上述出射的前向散射光信号1071的接收比率可以通过第一镜头200的反射面的大小即第一镜头200的直径D1进行控制,而第一镜头200的直径D1的计算在前文已经详细描述,在本方法中不作进一步赘述。
进一步的,请参考图1,探测器112的靶面置于前向散射光信号1071会聚的焦点处,进而使会聚光斑焦点位于探测器112的靶面中心位置,为了保证会聚光斑焦点位于探测器112的靶面中心位置,通过调节第一镜体200的姿态以及第三镜头111的位置即可实现。
具体的,请参考图1,第一镜体200姿态的调节可以是调节第一镜体沿x方向和沿y方向上的倾斜角,以实现前向散射光信号1071沿x位置和沿y位置的调整。第三镜头111的位置调节可以是调节第三镜头111的前后位置来控制最终前向散射光信号1071的位置。
同样的,请继续参考图1,若不调节第一镜体200的姿态以及第三镜头111的位置,也可以仅通过改变探测器112在x方向(水平位置)、y方向(竖直位置)、以及z向(光线传播方向)三个方向上的位置,从而实现最终从第三镜头111出射的前向散射光信号的会聚焦点位于探测器112的靶面中心。
同样的,也可以通过第一镜体200姿态的调节、第三镜头111的位置调节以及探测器112的位置调节中任意两种交叉使用,例如通过调整第一镜体200的姿态使前向散射光信号1071的会聚焦点与探测器112靶面中心在x方向、y方向的相对位置,进而通过调节探测器112靶面的前后位置来调节前向散射光信号1071会聚焦点与探测器112的靶面中心在z方向上的相对位置。该调节方式同样适用于实施例二,其只是第一镜体200替换为第二镜体210,其余姿态调节以及探测器112的调整方式均与上述方式一致。
实施例二:
实施例二与实施例一的结构以及检测方法大部分相同,不同的是采用背向散射光信号1072来表征微粒的数量以及尺寸信息,在该实施例二中背向散射光信号1072的传播方向与入射的光束101以及出射的第二出射直射光1052的传播方向相反,因此需要避免入射的光束101以及背向散射光信号1072之间的相互干扰。由于上述传播方向不同,因此所述反射结构20设置于流动室103与光源100之间,并且所述反射结构20的反射面可朝向所述背向散射光信号1072的传播方向。
进一步的,请继续参考图2和图4,在该实施例二所述微粒检测装置中,第一镜头102位于流动室103以及反射结构20之间,所述第一镜头102采用会聚镜头,所述会聚镜头的口径优选为20mm~50mm,所述会聚镜头的长度优选为20~50mm。
进一步的,请参考图2和图6,在该实施例二所述微粒检测装置中,所述反射结构20中第二镜体210优选为矩形,所述第二镜体210上的第二孔211为圆形,当经过第一镜头102的准直的背向散射光信号1072的入射角ψ2为45°,并且第二镜头102的半径r2为25mm时,采用如实施例一的公式可以计算出所述第二镜体210的长度L1不小于35.4mm,同时第二镜体210的宽度L2采用公式f×tanθ约为20mm,所述第二孔211的孔径D3可以采用实施例一相同的公式进行计算,对此本发明不作进一步限制。
进一步的,在本发明实施例二所述微粒测量装置中,所述第三镜头111的口径根据准直的背向散射光信号1072的光束直径确定,例如当背向散射光信号1072的直径为20mm时,所述第三镜头111的口径不小于20mm,同样,第三镜头111的根据探测器112的靶面位置确定,具体位置确定方式在实施例一中已详细描述,本实施例二不作进一步赘述。在本发明实施例二所述微粒测量装置中,所述探测器112的靶面需要置于第三镜头111后方30mm处,使第三镜头111的焦距为30mm。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (13)
1.反射结构,其特征在于:所述反射结构包括
镜体,所述镜体具有反射面以用于反射散射光信号;
孔,所述孔开设于所述镜体,所述孔用于透射出射直射光并且所述孔的中心与所述出射直射光的光轴同轴。
2.如权利要求1所述的反射结构,其特征在于:所述镜体的反射面具有单一尺寸时满足以下关系式:
D1=f×tanθ/cosψ
其中D1表示反射面直径,f表示镜头焦距,θ表示散射光信号半收光角度,ψ表示散射光信号在镜体上的入射角。
3.如权利要求1所述的反射结构,其特征在于:所述镜体的反射面具有至少两个尺寸时满足以下关系式:
L1=f×tanθ/cosψ
L2=f×tanθ
其中L1表示反射面长度,L2表示反射面宽度,f表示镜头焦距,θ表示散射光信号半收光角度,ψ表示散射光信号在镜体上的入射角。
4.如权利要求1所述的反射结构,其特征在于:所述孔的孔径满足以下关系式:
D2=f×tanθ/cosψ
其中D2表示孔的孔径,f表示镜头焦距,θ表示出射直射光半发散角,ψ表示出射直射光在镜体上的入射角。
5.如权利要求4所述的反射结构,其特征在于:所述孔的中心与所述镜体的中心同轴设置。
6.如权利要求4所述的反射结构,其特征在于:所述孔的中心与所述镜体非同轴设置。
7.一种微粒测量装置,其特征在于:包括光源、如权利要求1~6任意一项所述反射结构、至少一第一镜头、流动室、探测器以及遮挡元件,其中
所述光源用于发射照明光束;
所述第一镜头用于将所述照明光束聚焦至所述流动室的中心;
所述流动室用于使包含颗粒的液滴依次受所述照明光束照射并产生出射直射光及至少一散射光信号;
所述反射结构用于将所述出射直射光以及至少一所述散射光信号分离;
所述探测器用于接收及检测所述散射光信号;
所述遮挡元件用于遮挡和/或消除所述出射直射光。
8.如权利要求7所述的一种微粒测量装置,其特征在于:当所述照明光束的入射方向与所述出射直射光及所述散射光信号的出射方向相同时,所述反射结构设置于所述流动室与所述遮挡元件之间。
9.如权利要求7所述的一种微粒测量装置,其特征在于:当所述照明光束的入射方向与所述出射直射光及所述散射光信号的出射方向相反时,所述反射结构设置于所述流动室与所述光源之间。
10.如权利要求8所述的一种微粒测量装置,其特征在于:所述微粒测量装置还包括至少一第二镜头,所述第二镜头设置于所述流动室与所述反射结构之间,以用于将所述出射直射光及所述散射光信号汇聚成平行光束。
11.如权利要求7所述的一种微粒测量装置,其特征在于:所述微粒测量装置还包括至少一衰减片及至少一滤光片,其中
所述衰减片用于减弱所述散射光信号的光强;
所述滤光片用于通过指定的散射光信号。
12.如权利要求11所述的一种微粒测量装置,其特征在于:所述微粒测量装置还包括至少一第三镜头,所述第三镜头设置于所述滤光片的出射端,以用于通过所述滤光片的指定的散射光信号会聚。
13.微粒测量装置的检测方法,其特征在于:
光源发射照明光束;
照明光束照射微粒颗粒并产生光信号,所述光信号包括出射直射光及散射光信号;
通过反射结构分离所述出射直射光和所述散射光信号;
通过遮挡元件消除所述出射直射光以及通过探测元件接收及检测所述散射光信号。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110652394.9A CN113358533A (zh) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | 反射结构及包含该结构的微粒测量装置及其检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110652394.9A CN113358533A (zh) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | 反射结构及包含该结构的微粒测量装置及其检测方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113358533A true CN113358533A (zh) | 2021-09-07 |
Family
ID=77533838
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110652394.9A Pending CN113358533A (zh) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | 反射结构及包含该结构的微粒测量装置及其检测方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113358533A (zh) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101498646A (zh) * | 2008-02-03 | 2009-08-05 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 前向散射光信号探测装置与方法及细胞或粒子分析仪 |
CN101629903A (zh) * | 2009-08-19 | 2010-01-20 | 南京信息工程大学 | 散射式云粒子探测器光学系统 |
US20110249263A1 (en) * | 2010-04-09 | 2011-10-13 | Beck Markus E | Particle detector |
CN102401776A (zh) * | 2010-08-24 | 2012-04-04 | 索尼公司 | 微小颗粒测定装置和光轴校准方法 |
CN102608072A (zh) * | 2010-12-28 | 2012-07-25 | 三星电子株式会社 | 微粒检测设备 |
CN105973769A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-09-28 | 清华大学深圳研究生院 | 一种测量悬浮亚微米颗粒物大小的装置与方法 |
CN109870394A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-06-11 | 江苏苏净集团有限公司 | 一种双光束气溶胶粒子浓度检测装置 |
US20200158615A1 (en) * | 2017-06-14 | 2020-05-21 | Cytochip Inc. | Devices and methods for cell analysis |
CN111855544A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-10-30 | 洹仪科技(上海)有限公司 | 一种荧光成像装置及其成像方法 |
CN112858145A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-05-28 | 北京华泰诺安探测技术有限公司 | 一种气溶胶粒子光学检测装置 |
-
2021
- 2021-06-11 CN CN202110652394.9A patent/CN113358533A/zh active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101498646A (zh) * | 2008-02-03 | 2009-08-05 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 前向散射光信号探测装置与方法及细胞或粒子分析仪 |
CN101629903A (zh) * | 2009-08-19 | 2010-01-20 | 南京信息工程大学 | 散射式云粒子探测器光学系统 |
US20110249263A1 (en) * | 2010-04-09 | 2011-10-13 | Beck Markus E | Particle detector |
CN102401776A (zh) * | 2010-08-24 | 2012-04-04 | 索尼公司 | 微小颗粒测定装置和光轴校准方法 |
CN102608072A (zh) * | 2010-12-28 | 2012-07-25 | 三星电子株式会社 | 微粒检测设备 |
CN105973769A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-09-28 | 清华大学深圳研究生院 | 一种测量悬浮亚微米颗粒物大小的装置与方法 |
US20200158615A1 (en) * | 2017-06-14 | 2020-05-21 | Cytochip Inc. | Devices and methods for cell analysis |
CN109870394A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-06-11 | 江苏苏净集团有限公司 | 一种双光束气溶胶粒子浓度检测装置 |
CN111855544A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-10-30 | 洹仪科技(上海)有限公司 | 一种荧光成像装置及其成像方法 |
CN112858145A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-05-28 | 北京华泰诺安探测技术有限公司 | 一种气溶胶粒子光学检测装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110095477B (zh) | 测定微尘的分析仪 | |
EP3593110B1 (en) | Particle characterisation with a focus tuneable lens | |
CN109804233B (zh) | 颗粒表征仪器 | |
NL2007739C2 (en) | Method for the spatially resolved measurement of parameters in a cross section of a beam bundle of high-energy radiation of high intensity. | |
KR101857950B1 (ko) | 고정확 실시간 미세 입자 크기 및 개수 측정 장치 | |
JP6639319B2 (ja) | 粒子センサ装置 | |
EP2076733B1 (en) | Determining surface and thickness | |
US20110242535A1 (en) | Cell Construction For Light Scatter Detectors Having Self-Focusing Properties | |
EP2181317B1 (en) | Broad-range spectrometer | |
JPH10511452A (ja) | 粒子による光散乱を測定する装置 | |
JP2020501161A (ja) | 気体監視装置 | |
JPH08507367A (ja) | フォトサーマルセンサ | |
US10048198B2 (en) | Method and system for optical measurements of contained liquids having a free surface | |
CA2962304A1 (en) | Device for determining a 3d structure of an object | |
CN112858145A (zh) | 一种气溶胶粒子光学检测装置 | |
JPH0237536B2 (zh) | ||
JP2021517963A (ja) | 光回折により改良された粒子サイジング | |
JP2021503608A (ja) | 落射蛍光測定用の光学フローサイトメータ | |
KR20220159975A (ko) | 샘플의 부분으로 광을 포커싱하기 위한 광학 분광 프로브 구성 | |
WO2019187422A1 (ja) | 測距ユニット及び光照射装置 | |
CN214408612U (zh) | 一种气溶胶粒子光学检测装置 | |
CN113358533A (zh) | 反射结构及包含该结构的微粒测量装置及其检测方法 | |
JP3822840B2 (ja) | 粒子径分布測定装置 | |
JP2012199359A (ja) | レーザー照射装置および微小粒子測定装置 | |
KR102400468B1 (ko) | 입자계수용 광학계 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20220713 Address after: Room 408-43, 44, 45, No. 1, Lane 70, Haiji 6th Road, Lingang New Area, China (Shanghai) pilot Free Trade Zone, Pudong New Area, Shanghai 200131 Applicant after: Shanghai Weiran Technology Co.,Ltd. Address before: 455004 No. 47, building 25, yard 56, gangsan Road, Yindu District, Anyang City, Henan Province Applicant before: Song Zhuo |
|
TA01 | Transfer of patent application right |