微粒形体在线检测分析仪

摘要

本发明公开了一种微粒形体在线检测分析仪，包括：自动取样处理装置，自动取样处理装置包括用于取样的计量管以及设有取景窗的检测室，检测室包括用于连接计量管出口的进料口和用于连通生产设备内部的出料口；光学系统，用于将分布在取景窗的样品放大成像以得到放大实像并传递至摄像系统；摄像系统，用于拍摄放大实像并生成图像数据；上位机，用于接收并分析处理图像数据，以得到微粒形体特性数据；控制系统，分别连接自动取样处理装置、光学系统、摄像系统和上位机，并能控制自动取样处理装置、光学系统和摄像系统的工作状态。上述微粒形体在线检测分析仪可自动化进行生产过程中的反应物料的微粒形体在线检测分析，具有实时性，且不发生失真。

权利要求

1.一种微粒形体在线检测分析仪，其特征在于，包括：

自动取样处理装置（100），用于取样并处理得到样品；所述自动取样处理装置（100）包括用于取样的计量管、以及检测室（120），所述检测室（120）包括连接所述计量管出口的进料口和用于连通生产设备（10）内部的出料口，所述检测室（120）设有取景窗（123）；

所述计量管包括用于量取第一流体的第一计量管（111）和用于量取第二流体的第二计量管（112），所述第一计量管（111）和所述第二计量管（112）的出口均连通所述检测室（120）的进料口；

所述第二计量管（112）包括取料管（1121）、第三弧形管（1122）、第三直管（1123）、第四弧形管（1124）、第四直管（1125）、第五弧形管（1126）、走料管（1127）和第二出料管（1128），所述取料管（1121）、所述第三弧形管（1122）、所述第三直管（1123）、所述第四弧形管（1124）、所述第四直管（1125）、所述第五弧形管（1126）和所述走料管（1127）依次连通，所述取料管（1121）、所述第三直管（1123）、所述第四直管（1125）和所述走料管（1127）竖直且平行设置，所述第二出料管（1128）的两端分别连通所述第四弧形管（1124）和所述检测室（120）；

光学系统（200），用于将分布在所述取景窗（123）的所述样品放大成像以得到放大实像并将所述放大实像传递至摄像系统（300）；

摄像系统（300），用于拍摄所述放大实像并生成图像数据；

上位机（400），与所述摄像系统（300）连接，用于接收所述图像数据并对所述图像数据进行分析处理，以得到微粒形体特性数据；

控制系统（500），分别连接所述自动取样处理装置（100）、所述光学系统（200）、所述摄像系统（300）和所述上位机（400），并能够控制所述自动取样处理装置（100）、所述光学系统（200）、所述摄像系统（300）的工作状态。

2.如权利要求1所述的微粒形体在线检测分析仪，其特征在于，所述第一计量管（111）包括第一直管（1111）、第一弧形管（1112）、第二直管（1113）、第二弧形管（1114）、排出管（1115）和第一出料管（1116），所述第一直管（1111）、所述第一弧形管（1112）、所述第二直管（1113）、所述第二弧形管（1114）和所述排出管（1115）依次连通，所述第一直管（1111）、所述第二直管（1113）和所述排出管（1115）竖直且平行设置；

所述第一出料管（1116）的两端分别连通所述第一弧形管（1112）和所述检测室（120），所述第二弧形管（1114）上连接有平衡管（113），所述平衡管（113）上安装有阀门。

3.如权利要求1所述的微粒形体在线检测分析仪，其特征在于，所述第三弧形管（1122）和所述第五弧形管（1126）上均连接有平衡管（113），所述平衡管（113）上安装有阀门。

4.如权利要求1所述的微粒形体在线检测分析仪，其特征在于，所述自动取样处理装置（100）包括两块透光板（130）和夹持在两块所述透光板（130）之间的腔环（140），所述腔环（140）与两块所述透光板（130）共同围设形成所述检测室（120），所述检测室（120）的进料口和出料口均设置在所述腔环（140）上。

5.如权利要求4所述的微粒形体在线检测分析仪，其特征在于，两个所述透光板（130）上均设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有环形密封圈（131），所述腔环（140）压紧所述环形密封圈（131）；和/或，所述自动取样处理装置（100）还包括两个夹持法兰（180），两个所述夹持法兰（180）共同配合夹持两块所述透光板（130）。

6.如权利要求1-5中任一项所述的微粒形体在线检测分析仪，其特征在于，所述检测室（120）内安装有搅拌装置；或者，所述检测室（120）连通吹气装置，所述吹气装置能够向检测室（120）通入气体以进行吹搅。

7.如权利要求1所述的微粒形体在线检测分析仪，其特征在于，所述光学系统（200）包括光源（210）、用于将所述样品放大成像以得到所述放大实像的物镜（220）、用于调整所述物镜（220）对焦的对焦组件（230）和用于将所述放大实像传递至所述摄像系统（300）的光学组件。

8.如权利要求7所述的微粒形体在线检测分析仪，其特征在于，所述摄像系统（300）包括相机（310），所述光学组件包括镜筒（241）、成像筒（242）、用于对所述放大实像进行转向的棱镜组（243）和用于将经所述棱镜组（243）转向后的所述放大实像传递至所述相机（310）的透镜组；

所述透镜组位于所述镜筒（241）内，所述棱镜组（243）、所述物镜（220）和所述对焦组件（230）位于所述成像筒（242）的腔体内，所述镜筒（241）垂直连接所述成像筒（242）并部分位于所述成像筒（242）的腔体内，所述相机（310）设置在所述镜筒（241）远离所述成像筒（242）的上部，且所述相机（310）连接所述上位机（400）和所述控制系统（500）。

9.如权利要求8所述的微粒形体在线检测分析仪，其特征在于，所述成像筒（242）开设有气孔（245），所述镜筒（241）上连接有真空阀（246）；和/或，所述镜筒（241）和所述成像筒（242）的外围均设置有冷却组件（600）。

说明书

微粒形体在线检测分析仪

技术领域

[0001] 本发明涉及检测分析技术领域，尤其涉及一种微粒形体在线检测分析仪。

背景技术

[0002] 在工业生产过程中，微小物体的形状和粒度是一个非常重要的参数，物体形状的好坏直接影响产品的质量，物体的大小也能通过粒度分布侧面反映出来，但表征不够直观。目前用于微粒形体检测的仪器主要是电子显微镜和扫描电子显微镜（SEM）。这些仪器大多为分析室仪器，有些物料实验室分析存在物料失真、不具有实时性、步骤繁琐、危险等缺陷。
因此，有必要提出一种能对反应过程中的微粒进行在线形体检测及分析的设备。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提出一种微粒形体在线检测分析仪，该微粒形体在线检测分析仪能够对工业生产过程中的微粒形体进行在线形体检测及分析。

[0004] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：

[0005] 一种微粒形体在线检测分析仪，包括：

[0006] 自动取样处理装置，用于取样并处理得到样品；所述自动取样处理装置包括用于取样的计量管、以及检测室，所述检测室包括连接所述计量管出口的进料口和用于连通生产设备内部的出料口，所述检测室设有取景窗；

[0007] 光学系统，用于将分布在所述取景窗的所述样品放大成像以得到放大实像并将所述放大实像传递至摄像系统；

[0008] 摄像系统，用于拍摄所述放大实像并生成图像数据；

[0009] 上位机，与所述摄像系统连接，用于接收所述图像数据并对所述图像数据进行分析处理，以得到微粒形体特性数据；

[0010] 控制系统，分别连接所述自动取样处理装置、所述光学系统、所述摄像系统和所述上位机，并能够控制所述自动取样处理装置、所述光学系统、所述摄像系统的工作状态。

[0011] 在其中一个实施例中，所述计量管包括用于量取第一流体的第一计量管和用于量取第二流体的第二计量管，所述第一计量管和所述第二计量管的出口均连通所述检测室的进料口。

[0012] 在其中一个实施例中，所述第一计量管包括第一直管、第一弧形管、第二直管、第二弧形管、排出管和第一出料管，所述第一直管、所述第一弧形管、所述第二直管、所述第二弧形管和所述排出管依次连通，所述第一直管、所述第二直管和所述排出管竖直且平行设置；

[0013] 所述第一出料管的两端分别连通所述第一弧形管和所述检测室，所述第二弧形管上连接有平衡管，所述平衡管上安装有阀门。

[0014] 在其中一个实施例中，所述第二计量管包括取料管、第三弧形管、第三直管、第四弧形管、第四直管、第五弧形管、走料管和第二出料管，所述取料管、所述第三弧形管、所述第三直管、所述第四弧形管、所述第四直管、所述第五弧形管和所述走料管依次连通，所述取料管、所述第三直管、所述第四直管和所述走料管竖直且平行设置；

[0015] 所述第二出料管的两端分别连通所述第四弧形管和所述检测室，所述第三弧形管和所述第五弧形管上均连接有平衡管，所述平衡管上安装有阀门。

[0016] 在其中一个实施例中，所述自动取样处理装置包括两块透光板和夹持在两块所述透光板之间的腔环，所述腔环与两块所述透光板共同围设形成所述检测室，所述检测室的进料口和出料口均设置在所述腔环上。

[0017] 在其中一个实施例中，两个所述透光板上均设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有环形密封圈，所述腔环压紧所述环形密封圈；和/或，

[0018] 所述自动取样处理装置还包括两个夹持法兰，两个所述夹持法兰共同配合夹持两块所述透光板。

[0019] 在其中一个实施例中，所述检测室内安装有搅拌装置；或者，所述检测室连通吹气装置，所述吹气装置能够向检测室通入气体以进行吹搅。

[0020] 在其中一个实施例中，所述光学系统包括光源、用于将所述样品放大成像以得到所述放大实像的物镜、用于调整所述物镜对焦的对焦组件和用于将所述放大实像传递至所述摄像系统的光学组件。

[0021] 在其中一个实施例中，所述摄像系统包括相机，所述光学组件包括镜筒、成像筒、用于对所述放大实像进行转向的棱镜组和用于将经所述棱镜组转向后的所述放大实像传递至所述相机的透镜组；

[0022] 所述透镜组位于所述镜筒内，所述棱镜组、所述物镜和所述对焦组件位于所述成像筒的腔体内，所述镜筒垂直连接所述成像筒并部分位于所述成像筒的腔体内，所述相机设置在所述镜筒远离所述成像筒的上部，且所述相机连接所述上位机和所述控制系统。

[0023] 在其中一个实施例中，所述成像筒开设有气孔，所述镜筒上连接有真空阀；和/或，所述镜筒和所述成像筒的外围均设置有冷却组件。

[0024] 本发明的微粒形体在线检测分析仪至少具有以下有益效果：

[0025] 上述微粒形体在线检测分析仪，包括自动取样处理装置、光学系统、摄像系统、上位机和控制系统，自动取样处理装置包括计量管和设有取景窗的检测室，上位机与摄像系统连接，控制系统分别连接自动取样处理装置、光学系统、摄像系统和上位机；通过控制系统控制自动取样处理装置、光学系统、摄像系统的工作状态，自动取样处理装置通过计量管取样并在检测室处理得到样品，光学系统将分布在取景窗的样品放大成像以得到放大实像，并将放大实像传递至摄像系统，摄像系统拍摄放大实像并生成图像数据，上位机接收图像数据并对图像数据进行分析处理，以得到生产过程中的微粒形体特性数据。基于上述结构的微粒形体在线检测分析仪可自动化进行生产过程中的反应物料的微粒形体在线检测分析，形成分析报告及清晰画面供控制质量工程师用于质量监管，且在线检测分析微粒形体具有实时性、不发生失真、操作步骤简单和安全系数高，同时不影响反应进行，不会浪费物料；采用计量管取样更精确，从而可以进一步保证与生产反应相同的条件，保证检测物料不失真。

附图说明

[0026] 图1为一实施方式提供的微粒形体在线检测分析仪的原理框图；

[0027] 图2为一实施方式提供的微粒形体在线检测分析仪的结构示意图；

[0028] 图3为图2所示微粒形体在线检测分析仪中的检测室的结构示意图；

[0029] 图4为一实施方式提供的微粒形体在线检测分析仪中的第一计量管的结构示意图；

[0030] 图5为一实施方式提供的微粒形体在线检测分析仪中的第二计量管的结构示意图；

[0031] 图6为工艺示意简图；

[0032] 附图标号说明：

[0033] 生产设备10、自动取样处理装置100、计量管第一计量管111、第一直管1111、第一弧形管1112、第二直管1113、第二弧形管1114、排出管1115、第一出料管1116、第一连接管1117、第二计量管112、取料管1121、第三弧形管1122、第三直管1123、第四弧形管1124、第四直管1125、第五弧形管1126、走料管1127、第二出料管1128、第二连接管1129、平衡管113、检测室120、进料管121、排料管122、取景窗123、透光板130、环形密封圈131、腔环140、溶剂供给管线150、夹持法兰180、光学系统200、光源210、物镜220、对焦组件230、镜筒241、成像筒
242、棱镜组243、五角棱镜2431、直角棱镜2432、透镜244、气孔245、真空阀246、摄像系统
300、相机310、上位机400、控制系统500、冷却组件600、蒸汽管线700、排空管线800、第一法兰910、第二法兰920、连接短管921、加热装置930、切断阀KV、压力检测报警PIA、流量显示FI、温度显示控制TIC、液位显示连锁LISA。

具体实施方式

[0034] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

[0035] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

[0036] 工业化工生产过程工况复杂，有压力、温度、腐蚀的环境条件，物料的浓度较高，而且工艺条件改变物料也将发生变化，这均导致对反应过程中的物料微粒直接实现光学成像较为困难。本发明提出了一种微粒形体在线检测分析仪，不仅能解决工业生产过程中对过程微粒形体的在线检测分析判断，还可满足所有工业不良环境下（温度、压力、腐蚀等）对微粒形体在线检测的需要。

[0037] 参阅图1-图2，一实施方式的微粒形体在线检测分析仪包括：自动取样处理装置100、光学系统200、摄像系统300、上位机400和控制系统500。其中，自动取样处理装置100用于取样并处理得到样品；光学系统200用于将样品放大成像以得到放大实像并将放大实像传递至摄像系统300；摄像系统300用于拍摄放大实像并生成图像数据；上位机400与摄像系统300连接，用于接收图像数据并对图像数据进行分析处理，以得到微粒形体特性数据；控制系统500分别连接自动取样处理装置100、光学系统200、摄像系统300和上位机400，并能够控制自动取样处理装置100、光学系统200、摄像系统300的工作状态。

[0038] 可选地，自动取样处理装置100可安装在反应釜内或其它生产设备中（例如，生产设备10内的上部气相空间）；或者，自动取样处理装置100还可以安装在反应釜或其它生产设备的外部（例如，生产设备10的取样口上部），只要能实现从生产设备10中取样即可。

[0039] 具体的，自动取样处理装置100包括用于取样的计量管和检测室120，检测室120包括用于连接计量管出口的进料口和用于连通生产设备10内部的出料口，检测室120设有取景窗123，光学系统200能通过该取景窗123观察到样品中的微粒，进而将微粒放大成像。具体的，通过计量管量取生产设备10内的物料和外部输送的溶剂（例如水）进入检测室120，在检测室120内溶剂将物料稀释为合适浓度，以保证摄像系统300在将样品进行光学放大的前提下，所拍摄的画面保持清晰并将物料微粒分离清楚。检测室120可根据需要安装在生产设备10内上部气相空间（内部安装）或生产设备10取样口上部（外部安装），并模拟生产设备10内的反应条件，保持被检测物料不失真，通过检测室120的物料返回生产设备10内，不影响物料继续参与反应。

[0040] 进一步的，在检测室120上设置有超声波发生器，通过超声波发生器将检测室120内的样品分散均匀，以防止微粒粘连、重叠，从而便于放大成像和拍摄清楚。

[0041] 使用上述自动取样处理装置100进行取样处理时，物料通过计量管取样计量后取到检测室120，同时控制与生产设备10内相同的溶剂以相同温温度取样计量后进入检测室120，物料在检测室120被溶剂稀释，控制检测室120的内部环境与反应环境相同，在不改变物料特性的前提下，物料可被光学系统200清晰放大成像，被稀释的物料从检测室120流出后返回生产设备10继续参与反应，不会造成物料浪费。

[0042] 在其中一个实施例中，计量管包括用于量取第一流体的第一计量管111和用于量取第二流体的第二计量管112，第一计量管111和第二计量管112的出口均连通检测室120的进料口。具体的，本实施例中，第一计量管111用于量取溶剂，第二计量管112用于量取物料。

[0043] 具体的，参阅图4，第一计量管111包括第一直管1111、第一弧形管1112、第二直管1113、第二弧形管1114、排出管1115和第一出料管1116，第一直管1111、第一弧形管1112、第二直管1113、第二弧形管1114和排出管1115依次连通，第一直管1111、第二直管1113和排出管1115竖直且平行设置；第一出料管1116的两端分别连通第一弧形管1112和检测室120，第二弧形管1114上连接有平衡管113，平衡管113上安装有阀门。具体的，第一出料管1116连通检测室120的进料管121，第一直管1111、第一弧形管1112和第二直管1113连接形成U型计量管段，溶剂流过第一计量管111后，切断阀KV-03关闭，切断阀KV-04打开（如图6所示），溶剂保留在U型计量管段内，多余溶剂通过排出管1115流入生产设备10内。

[0044] 参阅图5，第二计量管112包括取料管1121、第三弧形管1122、第三直管1123、第四弧形管1124、第四直管1125、第五弧形管1126、走料管1127和第二出料管1128，取料管1121、第三弧形管1122、第三直管1123、第四弧形管1124、第四直管1125、第五弧形管1126和走料管1127依次连通，取料管1121、第三直管1123、第四直管1125和走料管1127竖直且平行设置；第二出料管1128的两端分别连通第四弧形管1124和检测室120，第三弧形管1122和第五弧形管1126上均连接有平衡管113，平衡管113上安装有阀门。具体的，第二出料管1128连通检测室120的进料管121，第三直管1123、第四弧形管1124和第四直管1125连接形成U型计量管段，第二计量管112顶部排空时物料充满第二计量管112，打开切断阀KV-05（如图6所示），物料保存在U型计量管段内，多余物料则通过走料管1127流入生产设备10内，第一计量管111的U型计量管段和第二计量管112的U型计量管段按要求设计容积且两者之间有一定合适比例，以满足物料稀释的要求。

[0045] 进一步的，第一计量管111还包括设置在第二弧形管1114上并与第二弧形管1114连通的第一连接管1117，第二弧形管1114通过该第一连接管1117连接平衡管113。第二计量管112还包括分别设置在第三弧形管1122和第五弧形管1126上的两个第二连接管1129，两个第二连接管1129分别与第三弧形管1122和第五弧形管1126连通，平衡管113通过两个第二连接管1129分别连接第三弧形管1122和第五弧形管1126。

[0046] 微粒形体在线检测分析仪还可以包括辅助装置，辅助装置包括蒸汽管线700、排空管线800和用于供给溶剂的溶剂供给管线150，溶剂供给管线150分别连通第一计量管111和第二计量管112，蒸汽管线700连通检测室120，排空管线800连通第二计量管112，溶剂供给管线150、蒸汽管线700及排空管线800的设置将保持工艺管线和微粒形体在线检测分析仪的清洁。具体的，请一并参阅图4-图6，溶剂供给管线150分别连接第一计量管111的第一直管1111和第二计量管112的两个第二连接管1129，蒸汽管线700连接检测室120的排料管122，排空管线800分别连接第二计量管112的两个第二连接管1129。

[0047] 请一并参阅图2和图3，在其中一个实施例中，自动取样处理装置100包括两块透光板130和夹持在两块透光板130之间的腔环140，腔环140与两块透光板130共同围设形成检测室120，检测室120的进料口和出料口均设置在腔环140上。其中，腔环140可以为金属材质的金属腔环或者是其他非金属材质的腔环。透光板130可以允许光线穿过，以便光学系统200对待检测的样品进行放大成像。本实施例中采用石英玻璃作为透光板130，在其他实施例中也可以采用其它合适的透光材料制成的平板作为透光板130。

[0048] 进一步的，两个透光板130上均设有环形凹槽，环形凹槽内设有环形密封圈131，腔环140压紧环形密封圈131（如图3所示）；和/或，自动取样处理装置100还包括两个夹持法兰180，两个夹持法兰180共同配合夹持两块透光板130，通过该两个夹持法兰180可以将检测室120安装到生产设备10上或者光学系统200上。

[0049] 参阅图2-图3，选择合适材质的夹持法兰180来夹持上下两块透光板130，两块透光板130中间为腔环140，腔环140压紧透光板130的环形凹槽内的环形密封圈131，形成封闭的检测室120。溶剂及物料分别通过第一计量管111和第二计量管112取样计量后进入检测室120，检测室120或安装搅拌装置或通入合适气体或蒸汽吹搅，物料和溶剂混合均匀后得到样品，光学系统200通过取景窗123观察到样品，并将样品中的微粒放大成像，得到放大实像，光学系统200将放大实像传递到摄像系统300，摄像系统300拍摄放大实像后通过其光电转换模块转换成图像数据文件，而样品流通过检测室120后汇聚到检测室120的出料口，通过排料管122再次返回生产设备10（例如，反应釜）内参加反应。

[0050] 参阅图2，光学系统200包括光源210、用于将样品放大成像以得到放大实像的物镜220、用于调整物镜220对焦的对焦组件230和用于将放大实像传递至摄像系统300的光学组件，对焦组件230连接上位机400和控制系统500。

[0051] 具体的，摄像系统300包括相机310，光学组件包括镜筒241、成像筒242、用于对放大实像进行转向的棱镜组243和用于将经棱镜组243转向后的放大实像传递至相机310的透镜组；透镜组位于镜筒241内，棱镜组243、物镜220和对焦组件230位于成像筒242的腔体内，镜筒241垂直连接成像筒242并部分位于成像筒242的腔体内；相机310设置在镜筒241远离成像筒242的上部，且相机310连接上位机400和控制系统500。其中，相机310可以为高速相机，例如CMOS高速相机或CCD高速相机。

[0052] 参阅图2，本实施例中，棱镜组243包括五角棱镜2431和直角棱镜2432，透镜组包括两个间隔设置的透镜244。具体的，自动取样处理装置100可以通过第一法兰910安装在成像筒242上，物镜220正对检测室120的取景窗123，通过上位机400及控制系统500控制对焦组件230实现物镜220的自动对焦。光学系统200采用反射光及透光并可根据需要设计偏振，均可由不同安装位置的光源210及光学组件完成。光学系统200可以采用第二法兰920与生产设备10连接，光学系统200可以布置在生产设备10的内部（例如，生产设备10内的上部气相空间）或者生产设备10的外部（例如，生产设备10的取样口上部），第二法兰920上设置有用于连接工艺管线的连接短管921，该连接短管921和其他工艺管线通过活套螺纹连接。

[0053] 进一步的，成像筒242开设有气孔245，镜筒241上连接有真空阀246，以避免湿度对光学系统200的影响；和/或，镜筒241和成像筒242的外围均设置有冷却组件600，以避免高温对光学系统200的影响。具体的，冷却组件600可以为冷却管，冷却管缠绕镜筒241和成像筒242的外围，且冷却管的内部通有冷却介质；或者，冷却组件600也可以为冷却夹套，冷却夹套套设在镜筒241和成像筒242的外周，且冷却夹套内部通有冷却介质。

[0054] 参阅图2，在图2所示的实施例中，光学系统200采用倒置式结构，在镜筒241上部安装相机310，相机310的光电转换模块可采用CCD或CMOS。物料在检测室120内，物镜220将缓慢流过取景窗123上的样品中的物料微粒放大成像以得到放大实像，放大实像通过棱镜组243转向后，再通过位于镜筒241内的透镜组传递至相机310，然后由相机310拍照，形成图像数传输至上位机400。为避免温度及湿度对光学系统200的影响，整个光学系统200通过气孔
245及真空阀246被抽真空，并且在光学系统200外围缠绕着冷却管，冷却管内通冷却介质以避免环境高温对光学系统200的影响。

[0055] 上位机400对摄像系统300自动拍摄画面所形成的图像数据进行整理分析，形成生产过程中的微粒的相关形体特性数据。上位机400可以连接DCS（分布式控制系统），上位机400对摄像系统300自动拍摄所形成的图像数据进行实时分析并将分析结果实时传送至DCS及管理网络，用于工业控制的输入条件（例如用于工艺控制指标的输入）或发送至有关部门及控制质量工程师用于质量监管；并且上位机400可接收DCS及管理人员对微粒形体在线检测分析仪的管控指令，并方便对系统的诊断和维护。具体的，参阅图1，上位机400包括相互连接的数据分析处理模块410和数据传输及管理模块420，其中，数据传输及管理模块420与控制系统500及摄像系统300连接，用于传输及管理数据；数据分析处理模块410与摄像系统
300连接，用于进行数据分析及处理。

[0056] 本实施例中，控制系统500包括PLC（可编程逻辑控制器）、控制阀门和显示仪表，能够实现对自动在线检测的自动取样、自动工艺参数控制、自动清洗、自动吹扫和自动对焦等功能。具体的，PLC及上位机400安装在一控制箱内，控制箱采用密封防尘设计，其人机界面通过采用触摸屏实现，与现场仪器以多芯电缆从接线盒端子连接，采用220VAC电源位电源接线盒，与DCS及管理网络连接可通过工业以太网实现，需打开控制箱插接在上位机400的网络接口上。当控制箱具有防爆设计时，微粒形体在线检测分析仪可使用在需防爆要求场所。

[0057] 结合图1，上述微粒形体在线检测分析仪的工作原理如下：自动取样处理装置100完成对生产过程中的物料的实时自动取样并处理得到样品，样品通过光学系统200放大成像并传递至摄像系统300，经摄像系统300拍摄并行成图像数据后送至上位机400，上位机400对图像数据进行分析处理后形成微粒的形体特性数据，供DCS及管理者应用。具体为：与反应过程相同的溶剂，被控制在与反应物料相同的温度，被第一计量管111定量取样后进入检测室120，待检测的反应物料在第二计量管112的抽提计量后进入检测室120，在检测室
120内与溶剂混合后被稀释，得到样品，检测室120将样品均匀分布，分布在取景窗123的样品被光学系统200放大成像，最后检测室120内的样品通过排料管122返回生产设备10内，取料管1121及检测室120被清洗，准备进行下一次取样分析；光学系统200采用特殊结构以避免反应环境的不利影响，光学系统200将样品放大成像并通过光学组件传送到反应环境外，以便摄像系统300自动拍摄成清晰画面；摄像系统300将画面转换成图像数据后自动发送至上位机400，上位机400对画面数据自动进行分析处理，形成有关反应中物料的微粒形体特性数据。此微粒形体特性数据可自动发送或被自动读取，供DCS及管理者使用。

[0058] 参阅图2至图6，下面将结合工艺管线对一实施方式的微粒形体在线检测分析仪的具体工作过程进行详细说明（其中，工艺管线设计为分段内连接，并采用螺纹卡套连接形式，方便工艺管线及仪器的维修更换，所有部件的材质和厚度均需根据不同的使用环境进行设计）：

[0059] 如图6所示，通过冷却组件600保护光学系统200的同时，与反应相同的溶剂被预热；当切断阀KV-03打开，切断阀KV-06关闭，被预热后的溶剂进入加热装置930，由PLC控制加热装置930将溶剂加热至与反应相同的温度，当第一计量管111充满溶剂后，关阀切断阀KV-03，并打开切断阀KV-04，溶剂保存在第一计量管111的U型计量管段；打开切断阀KV-01，关闭切断阀KV-07，生产设备内的反应物料被抽提到第二计量管112，当第二计量管112充满物料后，关闭切断阀KV-01，打开切断阀KV-05，物料保存在第二计量管112的U型计量管段；打开切断阀KV-06使计量好的溶剂进入检测室120，打开切断阀KV-07使计量好的物料进入检测室120，在检测室120内溶剂将物料稀释，并在搅拌器M的搅拌或打开切断阀KV-09通入气体搅拌下，检测室120的物料与溶剂混合均匀形成样品；分布在取景窗123的样品被光学系统放大成像；一次取样分析后，打开切断阀KV-08，检测室120内的样品从检测室120的出料口流出，通过排料管122返回生产设备10内继续反应；

[0060] 当一个批次取样分析后，需对工艺管线及检测室120进行清洗及吹扫，先打开切断阀KV-03、 切断阀KV-06和切断阀KV-08，通过时间控制一定量的溶剂进入检测室120以清洗检测室120；打开切断阀KV-02和切断阀KV-07，通过时间控制一定量的溶剂清洗第二计量管112，关闭切断阀KV-07，控制一定的时间冲洗取料管1121，冲洗干净后可进行下一次的取样分析；打开切断阀KV-09，蒸汽管线输送蒸汽分别对取料管1121和排料管122及检测室120进行吹扫。切断阀KV-01为排空管线上的切断阀，当设备检修时要确保生产设备10已排空置换，微粒形体在线检测分析仪已被冲洗吹扫，并且蒸汽、溶剂切断，切断阀KV-01打开；

[0061] 光学系统200为独立结构，并与检测室120用第一法兰910密封连接，成像筒242上部位于第一法兰910的中央并与第一法兰910焊接，光学系统200的内部被抽真空并根据需要设置外部冷却组件600，物镜220放置在检测室120的下部并正对取景窗123，上位机400可控制控制系统500对对焦组件230进行焦距调节，以满足物镜220的准确对焦要求；物镜220将样品中的物料放大成像形成放大实像，棱镜组243及透镜组将放大实像通过镜筒241传送到摄像系统300的相机310内供相机310拍摄；

[0062] 摄像系统300的相机310拍摄画面后转换成图像数据，上位机400对图像数据进行实时分析并将分析结果实时传送至DCS及管理网络，并且上位机400可接收DCS及管理人员对微粒形体在线检测分析仪的管控指令，并方便对系统的诊断和维护。

[0063] 上述的微粒形体在线检测分析仪至少具有以下优点：

[0064] （1）将工艺、设备、自控、光学等多个专业集成在一起，实现了工业过程自动取样、不失真状态样品分散、在线成像、在线清洗、图像在线分析和数据输送等，可自动化进行生产反应过程中的反应物料的微粒形体在线检测分析，并可形成分析报告及清晰画面供控制质量工程师用于质量监管；

[0065] （2）在线检测分析微粒形体具有实时性、不发生失真，且不影响反应进行，不浪费物料，同时操作步骤简单、安全系数高；

[0066] （3）结构简单、模块化，方便安装、维修消耗少，仅配少量公用工程；

[0067] （4）适应性广，适用于所有对工业生产过程中微小颗粒的生成过程在线检测，特别适应于有温度、压力、腐蚀性、浓稠等较恶劣环境下的反应场合，非常适合在结晶过程、反应过程、溶解过程、干燥过程等工业及实验室领域推广。

[0068] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0069] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。