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申请/专利权人：南京理工大学

摘要：本发明公开了一种基于减速阶段测量空气动力学粒径的装置和方法。所述装置包括光路系统、气路系统和信号采集与处理系统。待测颗粒随样气流从进样口进入，在进气喷嘴中加速，不同粒径大小的颗粒在喷嘴出口处被加速到相同的速度，由半导体激光器作为系统光源，通过分束器和非球面透镜调整光束形成临近的双光束光场，颗粒通过光敏区时产生的散射光被光束聚焦装置汇聚到光电探测器上，信号采集与处理系统根据粒子通过双光束场的散射光强度变化来提取颗粒飞过双光束的时间，从而计算空气动力学粒径的大小。本发明设计的系统结构简单，装置轻便小巧，成本低，功耗小。

主权项：1.一种基于减速阶段测量空气动力学粒径的装置，其特征在于，包括气路系统、光路系统、信号采集与处理系统和探测腔，所述气路系统设置在探测腔，用于使待测颗粒随气流在探测腔内做减速运动，所述光路系统用于在待测颗粒减速运动路径上形成光敏测量区，且待测颗粒在所述光敏测量区的行驶距离恒定，所述信号采集与处理系统用于采集光敏测量区的待测颗粒光信息并进行处理获得颗粒飞过光敏测量区的时间，根据已知粒径的标准颗粒飞过所述光敏测量区的时间绘制标定曲线，根据待测颗粒飞行时间反演出颗粒空气动力学粒径的大小；所述气路系统包括进气喷嘴（1）、进气喷嘴固定挡板（2）、出气喷嘴（7）、出气喷嘴固定挡板（8）、流量计（9）、气泵（10）；所述进气喷嘴（1）通过进气喷嘴固定挡板（2）设置在探测腔（15）气流入口端，所述出气喷嘴（7）通过出气喷嘴固定挡板（8）设置在探测腔（15）气流出口端，进气喷嘴（1）与出气喷嘴（7）沿同轴方向设置，共同连通探测腔内外气流；所述出气喷嘴（7）、流量计（9）、气泵（10）依次通过管道连接，流量计（9）用于观测气路系统的气流流量，气泵（10）通过调整压力控制抽气量；所述进气喷嘴（1）一端为进气口（1-1），另一端由漏斗状部分（1-2）和圆柱状部分（1-3）组成，通过进气口（1-1）吸入环境中的空气，将颗粒与气流输送至进气喷嘴（1），气流携带着颗粒在进气喷嘴漏斗状部分（1-2）进行加速，并在圆柱状部分（1-3）中不同粒径大小的颗粒被加速到相同的速度；所述光路系统包括半导体激光器（3），以及依次设置在半导体激光器（3）光线传播方向上的分束器（4）、非球面透镜（5）、光陷阱（6），所述半导体激光器（3）光线方向与气流方向垂直，经分束器（4）分为两束光，通过非球面透镜（5）聚焦在进气喷嘴出口与出气喷嘴（7）入口之间形成光敏测量区，且两束光的距离在待测颗粒行驶方向上恒定。

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