专利名称：一种同时测量胶体多项参数的探针的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量装置，特别涉及一种同时测量胶体声阻抗、声速、zeta电位、 颗粒粒径的探针。
背景技术：
当微小颗粒分散在分散相中，既不沉淀，也不溶解，该体系可以称为胶体体系，通常规定胶体颗粒的大小为1 lOOOnm。它与生产、生活实际有着紧密的联系，无论是在工农生产，还是日常生活的衣、食、住、行等各个方面，都会遇到与胶体有关的各种问题。胶体的 zeta电位是胶体稳定性的重要参数，而其声速，声阻抗、粒径都是胶体制备等的重要参数。 目前还没有一个简单的探针来同时测量上述参数。
发明内容
本发明是针对现在胶体不可同时测量多项参数的问题，提出了一种同时测量胶体多项参数的探针，可同时测量胶体声阻抗、声速、zeta电位、颗粒粒径各项重要参数。本发明的技术方案为一种同时测量胶体多项参数的探针，包括电声探头、超声探头和探针框架，电声探头和超声探头分别插入探针框架，并固定于探针框架的两侧，电声探头外层为保护外壳，保护外壳内壁设置有绝缘层，所述绝缘层靠保护外壳一侧嵌有金属环电极，金属环电极焊接第一导线，绝缘层内电声探头中心轴位置设置超声换能器，所述超声换能器和石英缓冲块上下放置，两者的接触面通过甘油耦合，所述石英缓冲块的另一面镀有金属银镀层电极，金属银镀层电极焊接第二导线，第一导线和第二导线通过同轴电缆输出电信号，而声信号通过超声换能器上电缆输入和输出，超声探头的声信号由存储电缆输出ο所述电声探头与超声探头在同一水平面上，且轴向中心线同线。所述超声换能器与超声探头为中心频率相同的纵波探头，且中心频率在IM 1 O MHZ之间。所述超声换能器通过甘油与石英缓冲块无镀层一侧耦合连接，绝缘层一端安装的金属环电极与金属银镀层电极在同一平面。所述金属银镀层电极厚度在0. 1 1微米之间。所述石英缓冲块厚度大于2厘米。本发明的有益效果在于本发明同时测量胶体多项参数的探针，实现了胶体声阻抗、声速、zeta电位、颗粒粒径各项重要参数的同时测量，方便使用。
图1为本发明一种同时测量胶体多项参数的探针结构示意图； 图2为本发明一种同时测量胶体多项参数的探针中电声探头剖视图； 图3为本发明一种同时测量胶体多项参数的探针中电声探头仰视图。
具体实施例方式如图1所示一种同时测量胶体多项参数的探针结构示意图，包括电声探头1、超声探头4和探针框架3组成，电声探头1和超声探头4分别插入探针框架3的两侧，电声探头 1的电缆7输出电信号，而电缆6输入和输出声信号，超声探头4的声信号由存储电缆5输出，2为样品测量区。如图2和3所示电声探头的剖视和俯视图，电声探头1包括保护外壳15，所述外壳内设置有绝缘层14，所述绝缘层14 一端嵌有金属环电极13，金属环电极13焊接导线11，绝缘层内设置超声换能器8，所述超声换能器8和石英缓冲块9 一面紧密接触，该接触面通过甘油耦合，所述石英缓冲块的另一面镀有金属银镀层电极10，银镀层10焊接导线12，导线 11和导线12通过同轴电缆7输出电信号，而声信号通过电缆6输入和输出。所述电声探头与超声探头4在同一水平面上，且轴向中心线同线。所述电声探头内超声换能器8与超声探头4为中心频率相同的纵波探头，且中心频率在IM 10MHZ之间。所述石英缓冲块金属银镀层10厚度在0. 1 1微米之间。所述石英缓冲块9厚度大于2厘米。当测量时先对探针参数进行校准，校准过程分二步，第一步将水放入样品测量区 2，通过电缆6引入脉冲信号，电声探头内超声换能器8受激后发射超声脉冲波，超声波在石英缓冲块中多次回波由电缆6导出，而超声波透过样品测量区2到达超声探头4的声信号由存储电缆5导出，存储电缆5和电缆6导出的数据。第二步将已知zeta电位的标准液放入样品测量区2，同样激发超声换能器8，由电缆7导出金属银镀层电极10和金属环电极13 之间的电压信号并存储。校准后，测量样品时将样品放入测量区2，从电缆6引入脉冲信号激发超声换能器8，分别导出记录存储电缆5，电缆6，同轴电缆7导出的数据。经过分析计算得出样品的zeta电位、声阻抗、声速、颗粒粒径。通过与加入样品水时的多次反射信号对比分析计算出胶体的声阻抗，而电声探头与样品接触面上的金属环电极和金属银镀层电极之间的电压信号由同轴电缆导出，通过与加入已知zeta电位的标准样品时电压信号分析计算得出样品的zeta电位；同时穿透过缓冲块并穿透样品的声信号由框架另一侧的超声探头接收，通过互相关法，计算出声速；同时通过对比样品为水时的透射声信号得出其衰减谱，经过计算机反演计算得出胶体内颗粒的粒径。
权利要求
1.一种同时测量胶体多项参数的探针，其特征在于，包括电声探头(1)、超声探头(4) 和探针框架(3)，电声探头(1)和超声探头(4)分别插入探针框架(3)，并固定于探针框架 (3)的两侧，电声探头(1)外层为保护外壳(15)，保护外壳(15)内壁设置有绝缘层(14)，所述绝缘层(14)靠保护外壳(15) 一侧嵌有金属环电极(13)，金属环电极(13)焊接第一导线(11)，绝缘层(14)内电声探头(1)中心轴位置设置超声换能器(8 )，所述超声换能器(8 )和石英缓冲块(9)上下放置，两者的接触面通过甘油耦合，所述石英缓冲块(9)的另一面镀有金属银镀层电极(10)，金属银镀层电极(10)焊接第二导线(12)，第一导线(11)和第二导线(12)通过同轴电缆(7)输出电信号，而声信号通过超声换能器(8)上电缆(6)输入和输出， 超声探头(4)的声信号由存储电缆(5)输出。
2.根据权利要求1所述一种同时测量胶体多项参数的探针，其特征在于，所述电声探头(1)与超声探头(4)在同一水平面上，且轴向中心线同线。
3.根据权利要求1所述一种同时测量胶体多项参数的探针，其特征在于，所述超声换能器(8)与超声探头(4)为中心频率相同的纵波探头，且中心频率在IM 1 O MHZ之间。
4.根据权利要求1所述一种同时测量胶体多项参数的探针，其特征在于，所述超声换能器(8)通过甘油与石英缓冲块(9)无镀层一侧耦合连接，绝缘层(14) 一端安装的金属环电极(13)与金属银镀层电极(10)在同一平面。
5.根据权利要求1所述一种同时测量胶体多项参数的探针，其特征在于，所述金属银镀层电极(10)厚度在0. 1 1微米之间。
6.根据权利要求1所述一种同时测量胶体多项参数的探针，其特征在于，所述石英缓冲块(9)厚度大于2厘米。
全文摘要
本发明涉及一种同时测量胶体多项参数的探针，电声探头和超声探头分别插入探针框架的两侧，电声探头外层为保护外壳，保护外壳内壁设置有绝缘层，所述绝缘层靠保护外壳一侧嵌有金属环电极，金属环电极焊接导线，绝缘层内电声探头中心轴位置设置超声换能器，所述超声换能器和石英缓冲块上下放置，所述石英缓冲块的另一面镀有金属银镀层电极，金属银镀层电极焊接导线，两导线通过同轴电缆输出电信号，而声信号通过超声换能器上电缆输入和输出，超声探头的声信号由存储电缆输出。将水、已知zeta电位的标准液和待测样品分别用探针测，所得数据对比分析，同时得到胶体声阻抗、声速、zeta电位、颗粒粒径多项重要参数，使用方便。
文档编号G01R17/00GK102410873SQ20111040431
公开日2012年4月11日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者刘海龙, 吴建, 廖乐红, 苏明旭, 蔡小舒, 马力, 龚智方 申请人:上海理工大学
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