[发明专利]一种探针式图像光散射颗粒粒度测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种探针式图像光散射颗粒粒度测试装置，用于结合图像处理技术和非独立模式差分进化算法表征颗粒粒度，其特征在于，包括：

支撑单元，包括支撑座和两个筒状的壳体，两个所述壳体的轴线同轴设置，两个所述壳体沿其轴线的方向可移动地穿设在所述支撑座上；

光路系统发射单元，设置于一所述壳体内，包括激光器以及沿激光发射方向依次设置的滤光片、衰减片、扩束器以及光阑；以及

散射信号接收单元，设置于另一所述壳体内，包括沿激光发射方向依次设置的接收透镜和图像传感器。

2.根据权利要求1所述的探针式图像光散射颗粒粒度测试装置，其特征在于：

其中，所述支撑单元还包括安装在每个所述壳体两端的安装座和安装在每个所述壳体内的多根支撑杆，多根所述支撑杆沿所述壳体的轴线周向布置于对应的所述壳体内，

所述接收透镜可拆卸地设于另一所述壳体靠近所述光阑的所述安装座上。

3.根据权利要求2所述的探针式图像光散射颗粒粒度测试装置，其特征在于：

其中，所述激光器、所述滤光片、所述衰减片、所述扩束器以及所述光阑沿所述壳体轴线的方向可移动地设置在对应所述壳体内的多根所述支撑杆上，所述图像传感器沿所述壳体轴线的方向可移动地设置在对应所述壳体内的多根所述支撑杆上。

4.根据权利要求2所述的探针式图像光散射颗粒粒度测试装置，其特征在于：

其中，每个所述壳体内的多根所述支撑杆中，至少有两根所述支撑杆为空心管状结构，其中一根为空心管状结构的所述支撑杆用于供所述光路系统发射单元和所述散射信号接收单元中各部件之间电连接走线。

5.根据权利要求1所述的探针式图像光散射颗粒粒度测试装置，其特征在于：

其中，所述图像传感器为CCD图像传感器，所述CCD图像传感器的分环数目为30～50环。

6.根据权利要求1～5所述的探针式图像光散射颗粒粒度测试装置，其特征在于，还包括：

两个光路系统保护单元，分别与两个所述壳体对应设置，

每个所述光路系统保护单元均包括吹气件和气源，所述吹气件与所述气源连通，所述吹气件设于对应的所述壳体内，所述吹气件用于对两个所述壳体位于所述支撑座内的一端的前方进行吹气。

7.根据权利要求6所述的探针式图像光散射颗粒粒度测试装置，其特征在于：

其中，所述吹气件设于对应所述壳体中为空心管状结构的另一根所述支撑杆内，且所述吹气件的一端伸出该所述支撑杆位于所述支撑座内，所述吹气件的一端上设有吹气口。

8.一种探针式图像光散射颗粒粒度测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、由权利要求1～7任一项所述探针式图像光散射颗粒粒度测试装置得到颗粒散射图像；

S2、对所述颗粒散射图像进行滤波去噪、图像二值化、形态学处理以及边缘检测处理，得到散斑边缘像素点的位置坐标，得到散斑边缘像素点的位置坐标；

S3、采用最小二乘法对所述散斑边缘像素点的位置坐标进行计算，得到散射信号光环的中心坐标，从而得到所述图像传感器各环上散射光能分布；

S4、采用非独立模式差分进化反演算法对所述图像传感器各环上散射光能分布进行计算，得到最优解的特征尺寸参数和分布参数，从而得到光散射颗粒粒度的分布。