[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

说明书

本发明为一种基于沉降法的粉体粒度检测装置和检测方法，本装置超声波换能器固定于样品槽一侧，与之相对的样品槽另一侧为反射面，超声波换能器的输出信号接入数据处理终端。本检测方法先按一定比重配制某种粉体已知粒度样品的悬浊液，按一定周期检测超声波通过样品悬浊液的幅度的变化率，绘制多条不同粒度该样品的超声波特征曲线。用同样方法检测超声波通过待测样品悬浊液后的幅度，绘制待测样品的超声波特征谱线，与之相近的超声波特征曲线的粒度为待测样品粒度。本装置易于构建，成本低廉，本方法准确且简便快捷。

技术领域

本发明涉及粉体粒度测量技术领域，具体为一种基于沉降法的粉体粒度检测装置和检测方法。

背景技术

在实际生产生活中的很多领域比如能源、材料、化工、机械等等都与材料的粒度分布相关，例如水泥颗粒的表面形貌、平均粒度、粒度分布等直接决定水泥材料的性能。

现有多种粉体粒度测量方法，如传统的筛分法、显微镜、沉降法、电感应法等，随着现代科技发发展，又出现了光散射法、质谱法、基于布朗运动粒度测量法等。但是传统方法存在着不够直观，耗时长，测量精度等问题，而现代技术的测量方法则需要配置相应的先进仪器、搭建精细的测量平台，故成本高，难以普遍应用。

传统的沉降法是根据不同粒径的颗粒在液体中沉降速度不同来测量粉体粒度分布的方法。此法是将粉体样品与某种液体混合制成一定浓度的悬浊液，悬浊液中的颗粒在重力或离心力等的作用下沉降。不同粒径的颗粒沉降速度不同，大颗粒的沉降速度快，小颗粒的沉降速度慢。测定样品颗粒的沉降速度即可得到样品颗粒的粒度。

沉降法简单实用，但是直接测量颗粒的沉降速度是很困难的。在沉降法的实际应用中可以测量不同时刻透过悬浊液光强的变化率，借助比尔定律光强的变化率与粒径之间的关系，得到粒度分布。但是光强法需要成套的光发射和接收设备，且此类仪器精密度高，成本也较高。而且测定时对现场环境要求高，实际生产场地的粉尘等均对光强的测量结果有明显影响

故需要一种基于沉降法的改进的粉体粒度测量方法，以简便、快捷完成样品粒度测量。

发明内容

本发明的目的是设计一种基于沉降法的粉体粒度检测装置，包括样品槽、超声波换能器和数据处理终端。超声波换能器固定于样品槽一侧，与之相对的样品槽另一侧为反射面，超声波换能器的输出信号接入数据处理终端。本装置易于构建，成本低廉。

本发明的另一目的是设计一种基于沉降法的粉体粒度检测装置的检测方法，采用本发明的基于沉降法的粉体粒度检测装置，先按一定比重配制某种粉体已知粒度样品的悬浊液，按一定周期检测超声波通过样品悬浊液的幅度的变化率，绘制多条不同粒度该样品的超声波特征曲线。用同样方法检测超声波通过待测样品悬浊液后的幅度，绘制待测样品的超声波特征谱线，与之相近的超声波特征曲线的粒度为待测样品粒度。与传统光透沉降法相比，本方法更加简便快捷，成本低廉。

本发明设计的一种基于沉降法的粉体粒度检测装置包括样品槽、超声波换能器和数据处理终端。

所述样品槽为高度大于4厘米、水平横向线度大于12厘米的容器。样品槽至少有一处有液面高度上限的标记。

所述样品槽分为底槽和颈部，底槽为高度大于4厘米、横向线度大于12厘米的容器，颈部的横向线度为底槽横向线度的1/4至1/3，颈部竖直连接于底槽顶部，颈部顶为样品槽开口。

所述颈部与底槽相接处有液面高度上限的标记。

一个超声波换能器固定于样品槽一侧，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0.5厘米，至少高于样品槽底面0.5厘米。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，二者距离为12～20厘米。

所述超声波换能器的输出信号接入数据处理终端。