[发明专利]一种基于沉降法的粉体粒度检测装置和检测方法

权利要求书

1.一种基于沉降法的粉体粒度测量方法，其检测装置为一种基于沉降法的粉体粒度检测装置，包括样品槽(2)、超声波换能器(1)和数据处理终端(3)；

一个所述超声波换能器(1)固定于样品槽(2)一侧，换能器的发射端和接收端至少低于液面高度上限所处平面5毫米，至少高于样品槽底面5毫米；与超声波换能器的发射端和接收端相对的样品槽另一侧为反射面，该反射面对超声波的反射率在90％以上；反射面为竖直平面，且平行于换能器的发射端和接收端所处的平面；

所述超声波换能器(1)的输出信号接入数据处理终端(3)；其特征在于所述基于沉降法的粉体粒度测量方法包括如下步骤：

Ⅰ、测绘不同粒径超声波幅值特征曲线

Ⅰ-1、样品悬浊液的制作

取某种材质已知粒度的不溶于水的某种粉体样品，加清水配制成质量分数为A的样品悬浊液，A取值为0.50～1.00wt％；

本法适用的粉体为金属粉、陶瓷粉、碳酸钙粉、二氧化硅、微细塑料颗粒、石墨粉和细河沙的不溶于水的粉体；

Ⅰ-2、检测装置

采用上述的基于沉降法的粉体粒度检测装置；

Ⅰ-3、超声波沉降衰减幅值的测定

先将步骤Ⅰ-1制备的样品悬浊液搅拌均匀，本方法中搅拌均匀的判断是肉眼观察悬浊液的上下浊度一致；之后从中取样品检测液，所取体积相当于样品槽上限刻度以下的槽内容积；用搅拌器搅拌至样品检测液均匀，搅拌结束后1秒内将样品检测液全部倒入样品槽，样品检测液完全浸没超声波换能器的发射端和接收端；样品检测液倒入后超声波检测仪立即工作；发射端发射的超声波穿过样品槽中样品检测液到达样品槽另一侧的反射面，被反射返回至接收端被接收；

以t为周期记录超声波幅值，t为8～12秒，至测定周期达到设定的最大值M时，停止记录；

将样品槽内的样品检测液倒出，将样品槽清洗并擦拭干净；

重复本步骤Ⅰ-3n遍,n为3～7，每遍均以t为周期，得到n份记录；

Ⅰ-4、绘制超声波幅值特征曲线

每个时间点记录的接收端得到的n个超声波幅值取算术平均值，按横坐标为时间，纵坐标为超声波换能器接收端接收到的超声波幅值平均值，绘制步骤Ⅰ-1所制样品悬浊液的样品粒度的超声波幅值特征曲线；

Ⅰ-5、绘制多条不同粒度样品的超声波幅值特征曲线

根据待检测粉体的粒度分布情况，取与步骤Ⅰ-1相同材质的3个或更多已知粒度的样品，按上述步骤Ⅰ-1至Ⅰ-4绘制多条对应该材质样品不同粒度的超声波幅值特征曲线，其中步骤Ⅰ-3每次均以t为周期；

Ⅱ、粉体粒度测定

Ⅱ-1、待测样品悬浊液的制作

待测样品的材质与步骤Ⅰ的测绘的超声波幅值特征曲线的样品材质相同，取待测样品加入清水配制与步骤Ⅰ-1相同的浓度为A的待测样品悬浊液；

Ⅱ-2、样品槽

所用样品槽即为步骤Ⅰ-2的样品槽；

样品槽上超声波换能器发射端和接收端的位置与步骤Ⅰ-2相同；

Ⅱ-3、超声波接收幅值的测定

按步骤Ⅰ-3所取的样品检测液的量取步骤Ⅱ-1制备的待测样品悬浊液，按步骤Ⅰ-3的方式搅拌均匀迅速倒入样品槽内；待测样品悬浊液倒入后超声波换能器立即工作，按步骤Ⅰ-3的周期t记录接收的超声波幅值，至检测周期数达M时停止记录；

Ⅱ-4、确定待测样品粒度

按步骤Ⅰ-4的方法绘制本待测样品的超声波幅值谱线，与步骤Ⅰ所得的粒度样品超声波幅值特征曲线相比较，与本待测样品的超声波幅值谱线最接近的特征曲线对应的粒度即本待测样品粒度。

2.根据权利要求1所述的基于沉降法的粉体粒度测量方法，其特征在于：

本法适用的粉体粒度为5微米～100微米。

3.根据权利要求1所述的基于沉降法的粉体粒度测量方法，其特征在于：

所述步骤Ⅰ-3测定超声波沉降衰减幅值时，所设定的停止记录的最大周期数M大于或等于70。

4.根据权利要求1所述的基于沉降法的粉体粒度测量方法，其特征在于：

当本待测样品的超声波幅值谱线处于两条超声波幅值特征曲线之间时，则根据该超声波幅值谱线与两条特征曲线的距离，按比例估算本待测样品的粒度。