CN120577203A - 光学颗粒计数仪及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供光学颗粒计数仪及其使用方法，涉及计数仪处理技术领域。该本发明公开了光学颗粒计数仪，包括支撑柜，还包括：检测组件，检测组件固定安装在支撑柜下部；其中，检测组件包括：传输管，传输管中部一体成型有透明管。本发明通过液体样品在注射组件驱动下通过传输管流入中部一体成型的透明管段，当液体中颗粒经过该交点时，会引发光强变化：较小颗粒主要引发光散射信号，由散射传感器接收分析；较大颗粒则会阻挡一定比例的光通量，形成光强消减信号，由消减传感器识别，第一控制板对两路信号进行同步采集与数据融合，实现颗粒的粒径识别、数量计数与分类输出。

Description

光学颗粒计数仪及其使用方法

技术领域

本发明属于计数仪处理技术领域，尤其涉及光学颗粒计数仪及其使用方法。

背景技术

液体颗粒计数仪是一种专用于检测液体介质中固体颗粒数量与粒径分布的精密分析仪器，广泛应用于液压系统、润滑系统、航空航天、医药制剂、食品饮料、水处理等领域中对液体清洁度的严格监控。其工作原理通常基于光阻法、光散射法或显微图像识别技术，当颗粒通过检测区时，系统自动捕捉光信号变化或图像特征，实现颗粒的实时识别与精确计数。该仪器支持多级粒径通道分析。

然而传统技术存在一些问题：传统液体颗粒计数仪在对多粒径段颗粒进行检测时，常因单一光学检测原理限制，在面对高浓度样品或微小颗粒时表现出灵敏度不足、动态响应范围狭窄等问题，尤其是在纳米至数微米级别的细小颗粒检测中，容易因信号微弱或与背景噪声接近而产生遗漏或误判，无法全面准确反映液体污染状态。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了光学颗粒计数仪，采用“光消减+光散射”的复合检测原理将两种物理作用有机结合，通过光消减手段实现对较大颗粒的动态粒径范围覆盖，同时借助光散射增强对小粒子的响应灵敏度，从而显著提升整机在复杂颗粒环境下的检测精度与稳定性。

本发明是这样实现的，光学颗粒计数仪，包括支撑柜，还包括：检测组件，所述检测组件固定安装在所述支撑柜下部；其中，所述检测组件包括：传输管，所述传输管中部一体成型有透明管；控制件，所述控制件组件包括第一控制板，所述第一控制板集成安装有用于检测所述透明管位置经过液体中颗粒数目的散射传感器和消减传感器，且所述散射传感器和消减传感器的探测段交点位于所述透明管处。

作为本发明优选的，所述支撑柜下部固定安装有支撑板，所述支撑板一侧固定安装有下机壳，所述下机壳远离所述支撑板的一侧固定安装有上机壳，所述下机壳和所述上机壳支撑将成型有安装腔体。

作为本发明优选的，所述第一控制板固定安装在所述下机壳上部，且所述下机壳底部固定安装有基座，所述基座上部开设有分叉型槽。

作为本发明优选的，所述透明管位于所述分叉型槽内部，且所述散射传感器和消减传感器位于分别位于所述分叉型槽的分叉位置并插接，所述传输管固定在所述下机壳内部且贯穿所述下机壳。

作为本发明优选的，所述下机壳一侧固定安装有连接座，所述连接座上部固定安装有用于传输数据的数据插孔，所述连接座与所述基座电连接，所述基座通过第一导线与所述第一控制板电连接，所述第一控制板还通过第二导线与固定在所述上机壳内部的第二控制板电连接。

作为本发明优选的，所述第一控制板上部固定安装有上护板，所述第一控制板下部还固定安装有下护板。

作为本发明优选的，所述支撑柜后部集成安装有机柜，所述机柜输出端与所述检测组件的传输管输入端固定连接，所述传输管的输出端与固定在所述支撑柜下部的排水阀输入端固定连接。

作为本发明优选的，所述支撑柜台面上部还固定安装有注射组件、空气驱动阀门和初级稀释室，且所述机柜内部设有二级稀释室。

作为本发明优选的，所述注射组件包括固定在所述支撑柜上部的注射器，滑动安装在所述支撑柜上部的驱动臂与所述注射器的活塞固定连接，所述注射器输出端安装有三通阀，所述支撑柜平台上放置有烧杯。

光学颗粒计数仪的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：设备启动与自检，

开启机柜主电源，确认正常通电，散射传感器与消减传感器处于待机状态，检查传输管内是否清洁无液体残留，确保透明管光路通畅，自检进行设备初始化，自动检测光源、传感器、阀门部件状态并输出提示信息，完成自检后方可进入清洗步骤；

步骤二：自动清洗与背景值归零，

对进样系统及传输管进行纯化水冲洗操作，观察背景值变化，持续清洗直至背景值低于20，期间可更换烧杯或重复冲洗过程以提升洁净效果，确保传感器在无干扰背景下进入采样状态，待背景值稳定后方可进行参数设置；

步骤三：设置检测参数与准备样品，

根据样品类型设定粒径通道范围、采样体积、计数模式及是否启用稀释功能，准备500ml纯化水用于清洗进样管，清洗完成后将进样管从烧杯中取出插入待测样品瓶中，检查三通阀方向及进样路径，确认注射组件及空气驱动阀门状态正常；

步骤四：开始测样与结果获取，

机柜控制系统启动注射器驱动臂抽取样品，样品经传输管进入透明管段，经过光消减与光散射联合检测，传感器实时记录粒径与数量信息，测量完成后设备自动关闭进样通路并生成报告，用户可通过数据插孔导出结果或查看机柜控制板显示屏实时分析数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明通过将散射传感器与消减传感器集成在同一检测组件内，实现对液体中颗粒的双模式光学识别与计数。液体样品在注射组件驱动下通过传输管流入中部一体成型的透明管段，透明管作为光学检测通道，具备良好的光透过性能，在此区域，散射传感器与消减传感器的探测光路交叉于透明管内部，当液体中颗粒经过该交点时，会引发光强变化：较小颗粒主要引发光散射信号，由散射传感器接收分析；

较大颗粒则会阻挡一定比例的光通量，形成光强消减信号，由消减传感器识别，第一控制板对两路信号进行同步采集与数据融合，实现颗粒的粒径识别、数量计数与分类输出；

通过该复合检测机制，设备可在较宽粒径范围内兼顾高灵敏度与高准确性，显著提升颗粒检测在多粒径段与复杂液体样品中的适应能力与检测可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的整体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的支撑柜内部结构示意图；

图3是本发明实施例提供的机柜结构示意图；

图4是本发明实施例提供的图3中A处结构示意图；

图5是本发明实施例提供的图3中B处结构示意图；

图6是本发明实施例提供的检测组件结构示意图；

图7是本发明实施例提供的检测组件拆解结构示意图；

图8是本发明实施例提供的基座结构示意图；

图9是本发明实施例提供的控制件结构示意图。

图中：1、支撑柜；2、检测组件；3、排水阀；4、注射组件；5、空气驱动阀门；6、初级稀释室；7、烧杯；8、机柜；9、支撑板；

201、连接座；202、下机壳；203、上机壳；204、数据插孔；205、基座；206、控制件；207、第一导线；208、第二导线；209、第二控制板；210、传输管；211、透明管；212、分叉型槽；

2061、第一控制板；2062、上护板；2063、下护板；2064、散射传感器；2065、消减传感器；

401、驱动臂；402、注射器；403、三通阀。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1至图9所示，本发明实施例提供的光学颗粒计数仪，包括支撑柜1，还包括：检测组件2，检测组件2固定安装在支撑柜1下部；其中，检测组件2包括：传输管210，传输管210中部一体成型有透明管211；控制件206，控制件206组件包括第一控制板2061，第一控制板2061集成安装有用于检测透明管211位置经过液体中颗粒数目的散射传感器2064和消减传感器2065，且散射传感器2064和消减传感器2065的探测段交点位于透明管211处。

上述光学颗粒计数仪，通过将散射传感器2064与消减传感器2065集成在同一检测组件2内，实现对液体中颗粒的双模式光学识别与计数。液体样品在注射组件4驱动下通过传输管210流入中部一体成型的透明管211段，透明管211作为光学检测通道，具备良好的光透过性能；

在此区域，散射传感器2064与消减传感器2065的探测光路交叉于透明管211内部，当液体中颗粒经过该交点时，会引发光强变化：较小颗粒主要引发光散射信号，由散射传感器2064接收分析；

较大颗粒则会阻挡一定比例的光通量，形成光强消减信号，由消减传感器2065识别；

第一控制板2061对两路信号进行同步采集与数据融合，实现颗粒的粒径识别、数量计数与分类输出；

通过该复合检测机制，设备可在较宽粒径范围内兼顾高灵敏度与高准确性，显著提升颗粒检测在多粒径段与复杂液体样品中的适应能力与检测可靠性。

在本实施例中，支撑柜1下部固定安装有支撑板9，支撑板9一侧固定安装有下机壳202，下机壳202远离支撑板9的一侧固定安装有上机壳203，下机壳202和上机壳203支撑将成型有安装腔体，第一控制板2061固定安装在下机壳202上部，且下机壳202底部固定安装有基座205，基座205上部开设有分叉型槽212，透明管211位于分叉型槽212内部，且散射传感器2064和消减传感器2065位于分别位于分叉型槽212的分叉位置并插接，传输管210固定在下机壳202内部且贯穿下机壳202。

通过结构集成与模块化设计，构建了稳定的传感器安装与检测平台。支撑柜1下部固定安装有支撑板9，作为整体结构的承载基体，支撑板9一侧连接有下机壳202，用于支撑传输系统与检测组件2；

下机壳202远离支撑板9的一侧通过紧固方式连接上机壳203，上下机壳202共同构成封闭稳定的安装腔体，为内部元件提供防护与支撑，第一控制板2061固定安装于下机壳202上部，负责整机运行控制与信号处理；下机壳202底部设有基座205，基座205上部设计有分叉型槽212，用于精准定位检测光路；

透明管211穿设在分叉型槽212内部，作为检测通道核心部分，其两侧的分叉位置分别插接安装有散射传感器2064与消减传感器2065；

当液体样品通过传输管210流入透明管211段时，颗粒在交汇的光路径中产生散射或遮光作用，由两个传感器分别响应，形成不同类型信号传输至控制板；

此结构确保传感器探测段精确对准透明管211中心位置，保证了光学检测的一致性与精度，并通过腔体防护避免外界干扰，有效提升颗粒检测的灵敏度与稳定性，适用于多种液体环境下的高可靠检测。

在本实施例中，下机壳202一侧固定安装有连接座201，连接座201上部固定安装有用于传输数据的数据插孔204，连接座201与基座205电连接，基座205通过第一导线207与第一控制板2061电连接，第一控制板2061还通过第二导线208与固定在上机壳203内部的第二控制板209电连接，第一控制板2061上部固定安装有上护板2062，第一控制板2061下部还固定安装有下护板2063，支撑柜1后部集成安装有机柜8，机柜8输出端与检测组件2的传输管210输入端固定连接，传输管210的输出端与固定在支撑柜1下部的排水阀3输入端固定连接。

在信号采集与数据传输系统上采用高度集成化设计，确保信号链路稳定可靠、数据处理高效流畅；

下机壳202一侧固定安装有连接座201，连接座201上部设有数据插孔204，用于外接上位机或数据终端，实现检测数据的实时传输与导出；

该连接座201与下方基座205通过导电结构实现电连接，基座205再通过第一导线207与安装在下机壳202上部的第一控制板2061电连接，完成检测信号的采集与初步处理；

为提升系统处理能力，第一控制板2061还通过第二导线208与固定在上机壳203内部的第二控制板209进行通信连接，形成双板协同的数据运算与控制体系。其中，第一控制板2061上下分别安装有上护板2062和下护板2063，起到防尘、防静电及结构稳固的作用；

支撑柜1后部集成安装有用于样品传输与前端处理的机柜8，其输出端与检测组件2的传输管210输入端牢固连接，确保样品流入透明管211检测段的路径密封可靠；同时，传输管210的输出端连接支撑柜1底部排水阀3，用于检测完成后的液体自动排出。

在本实施例中，支撑柜1台面上部还固定安装有注射组件4、空气驱动阀门5和初级稀释室6，且机柜8内部设有二级稀释室，注射组件4包括固定在支撑柜1上部的注射器402，滑动安装在支撑柜1上部的驱动臂401与注射器402的活塞固定连接，注射器402输出端安装有三通阀403，支撑柜1平台上放置有烧杯7。

通过注射组件4实现对液体样品的精确吸取与传输，注射器402固定于支撑柜1上部，驱动臂401带动活塞滑动完成进样操作，输出端连接三通阀403以切换稀释路径；

样品依次流经初级稀释室6与机柜8内的二级稀释室，实现多级比例控制，有效提升颗粒计数的检测精度与重复性。

光学颗粒计数仪的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：设备启动与自检，

开启机柜8主电源，确认正常通电，散射传感器2064与消减传感器2065处于待机状态，检查传输管210内是否清洁无液体残留，确保透明管211光路通畅，自检进行设备初始化，自动检测光源、传感器、阀门部件状态并输出提示信息，完成自检后方可进入清洗步骤；

步骤二：自动清洗与背景值归零，

对进样系统及传输管210进行纯化水冲洗操作，观察背景值变化，持续清洗直至背景值低于20，期间可更换烧杯7或重复冲洗过程以提升洁净效果，确保传感器在无干扰背景下进入采样状态，待背景值稳定后方可进行参数设置；

步骤三：设置检测参数与准备样品，

根据样品类型设定粒径通道范围、采样体积、计数模式及是否启用稀释功能，准备500ml纯化水用于清洗进样管，清洗完成后将进样管从烧杯7中取出插入待测样品瓶中，检查三通阀403方向及进样路径，确认注射组件4及空气驱动阀门5状态正常；

步骤四：开始测样与结果获取，

机柜8控制系统启动注射器402驱动臂401抽取样品，样品经传输管210进入透明管211段，经过光消减与光散射联合检测，传感器实时记录粒径与数量信息，测量完成后设备自动关闭进样通路并生成报告，用户可通过数据插孔204导出结果或查看机柜8控制板显示屏实时分析数据。

本发明的工作原理：

设备启动后，通过机柜（8）的控制系统进行全面的设备自检，包括传感器、光源、阀门及传输管（210）的清洁度检查，确保透明管（211）的光路通畅且无干扰背景信号存在，样品检测开始时，首先利用注射组件（4）中的驱动臂（401）控制注射器（402）吸取待测液体样品，输出端连接三通阀403以切换稀释路径；样品依次流经初级稀释室6与机柜8内的二级稀释室，实现多级比例控制，有效提升颗粒计数的检测精度与重复性，当样品流过该检测点时，液体中的颗粒引发不同的光学信号：通过将散射传感器2064与消减传感器2065集成在同一检测组件2内，实现对液体中颗粒的双模式光学识别与计数。液体样品在注射组件4驱动下通过传输管210流入中部一体成型的透明管211段，透明管211作为光学检测通道，具备良好的光透过性能，在此区域，散射传感器2064与消减传感器2065的探测光路交叉于透明管211内部，当液体中颗粒经过该交点时，会引发光强变化：较小颗粒主要引发光散射信号，由散射传感器2064接收分析；较大颗粒则会阻挡一定比例的光通量，形成光强消减信号，由消减传感器2065识别，第一控制板2061对两路信号进行同步采集与数据融合，实现颗粒的粒径识别、数量计数与分类输出；通过该复合检测机制，设备可在较宽粒径范围内兼顾高灵敏度与高准确性，显著提升颗粒检测在多粒径段与复杂液体样品中的适应能力与检测可靠性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.光学颗粒计数仪，包括支撑柜（1），其特征在于，还包括：

检测组件（2），所述检测组件（2）固定安装在所述支撑柜（1）下部；

其中，所述检测组件（2）包括：

传输管（210），所述传输管（210）中部一体成型有透明管（211）；

控制件（206），所述控制件（206）组件包括第一控制板（2061），所述第一控制板（2061）集成安装有用于检测所述透明管（211）位置经过液体中颗粒数目的散射传感器（2064）和消减传感器（2065），且所述散射传感器（2064）和消减传感器（2065）的探测段交点位于所述透明管（211）处。

2.如权利要求1所述的光学颗粒计数仪，其特征在于：所述支撑柜（1）下部固定安装有支撑板（9），所述支撑板（9）一侧固定安装有下机壳（202），所述下机壳（202）远离所述支撑板（9）的一侧固定安装有上机壳（203），所述下机壳（202）和所述上机壳（203）支撑将成型有安装腔体。

3.如权利要求2所述的光学颗粒计数仪，其特征在于：所述第一控制板（2061）固定安装在所述下机壳（202）上部，且所述下机壳（202）底部固定安装有基座（205），所述基座（205）上部开设有分叉型槽（212）。

4.如权利要求3所述的光学颗粒计数仪，其特征在于：所述透明管（211）位于所述分叉型槽（212）内部，且所述散射传感器（2064）和消减传感器（2065）位于分别位于所述分叉型槽（212）的分叉位置并插接，所述传输管（210）固定在所述下机壳（202）内部且贯穿所述下机壳（202）。

5.如权利要求4所述的光学颗粒计数仪，其特征在于：所述下机壳（202）一侧固定安装有连接座（201），所述连接座（201）上部固定安装有用于传输数据的数据插孔（204），所述连接座（201）与所述基座（205）电连接，所述基座（205）通过第一导线（207）与所述第一控制板（2061）电连接，所述第一控制板（2061）还通过第二导线（208）与固定在所述上机壳（203）内部的第二控制板（209）电连接。

6.如权利要求4所述的光学颗粒计数仪，其特征在于：所述第一控制板（2061）上部固定安装有上护板（2062），所述第一控制板（2061）下部还固定安装有下护板（2063）。

7.如权利要求1所述的光学颗粒计数仪，其特征在于：所述支撑柜（1）后部集成安装有机柜（8），所述机柜（8）输出端与所述检测组件（2）的传输管（210）输入端固定连接，所述传输管（210）的输出端与固定在所述支撑柜（1）下部的排水阀（3）输入端固定连接。

8.如权利要求7所述的光学颗粒计数仪，其特征在于：所述支撑柜（1）台面上部还固定安装有注射组件（4）、空气驱动阀门（5）和初级稀释室（6），且所述机柜（8）内部设有二级稀释室。

9.如权利要求8所述的光学颗粒计数仪，其特征在于：所述注射组件（4）包括固定在所述支撑柜（1）上部的注射器（402），滑动安装在所述支撑柜（1）上部的驱动臂（401）与所述注射器（402）的活塞固定连接，所述注射器（402）输出端安装有三通阀（403），所述支撑柜（1）平台上放置有烧杯（7）。

10.光学颗粒计数仪的使用方法，采用权利要求1-9任一所述的光学颗粒计数仪，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：设备启动与自检，

开启机柜（8）主电源，确认正常通电，散射传感器（2064）与消减传感器（2065）处于待机状态，检查传输管（210）内是否清洁无液体残留，确保透明管（211）光路通畅，自检进行设备初始化，自动检测光源、传感器、阀门部件状态并输出提示信息，完成自检后方可进入清洗步骤；

步骤二：自动清洗与背景值归零，

对进样系统及传输管（210）进行纯化水冲洗操作，观察背景值变化，持续清洗直至背景值低于20，期间可更换烧杯（7）或重复冲洗过程以提升洁净效果，确保传感器在无干扰背景下进入采样状态，待背景值稳定后方可进行参数设置；

步骤三：设置检测参数与准备样品，

根据样品类型设定粒径通道范围、采样体积、计数模式及是否启用稀释功能，准备500ml纯化水用于清洗进样管，清洗完成后将进样管从烧杯（7）中取出插入待测样品瓶中，检查三通阀（403）方向及进样路径，确认注射组件（4）及空气驱动阀门（5）状态正常；

步骤四：开始测样与结果获取，

机柜（8）控制系统启动注射器（402）驱动臂（401）抽取样品，样品经传输管（210）进入透明管（211）段，经过光消减与光散射联合检测，传感器实时记录粒径与数量信息，测量完成后设备自动关闭进样通路并生成报告，用户可通过数据插孔（204）导出结果或查看机柜（8）控制板显示屏实时分析数据。