[發明專利]兩種溶質透明混合溶液濃度檢測裝置

有效

• 申請號: 201010175869.1
• 申請日: 2010-05-18
• 公開（公告）號: CN101852721A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 沈驍;梁忠誠
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G01N21/21
• 分類號: G01N21/21
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明專利涉及一種兩種溶質透明混合溶液濃度檢測裝置及其工作原理，屬于光電檢測、光電傳感和光信息處理的技術領域。

背景技術

磁性是物質的基本物理屬性之一，通過對物質磁性的檢測研究可以了解物質的某些參量變化，比如對于含有順磁溶質的溶液磁旋光角的檢測可以了解溶液的濃度信息。磁光學是一門古老而又經久不衰的學科，其在光學檢測及光電傳感領域的應用越來越廣泛；其中應用最多的是法拉第磁旋光效應，包括電流傳感器、磁場傳感器、磁光隔離器、磁光環行器等遍及光檢測、光傳感、光通信等多個光學領域。

在化工、食品和醫療衛生等工業領域，常常需要對溶液的濃度進行檢測，溶液的濃度與其許多物理量都有相互關系，如比重、電導率、折射率、聲速、旋光性、維爾德常數等，因此原則上可以用其中某一物理量的變化來表征溶液濃度的變化。目前對于單一溶質成分的溶液濃度的檢測方法很多，精度也達到一定要求；但現實中常常需要對混合溶液中不同成分的溶質濃度進行檢測，檢測原理及器件制作一般較復雜，并且一般采用侵入式的檢測方法容易對溶液造成污染。本文基于法拉第磁光效應和某些物質本身具有的自然旋光效應原理^{[1，2，3]}，針對某些特定成分的兩種溶質透明混合溶液，提出利用磁光技術一次性檢測該特定混合溶液中兩種溶質各自濃度的方法。該方法檢測原理簡單，器件制作相對容易；采用信號除法放大系統提高了系統的檢測靈敏度，同時消除光源發光功率不穩定帶來的不利影響；采用非侵入式的檢測方法，對溶液無污染；利用微機處理與繪圖顯示技術實現實時、自動檢測；該技術將在兩種溶質透明混合溶液濃度檢測中獲得較好的應用前景。

發明內容

技術問題：本發明的目的在于提出一種兩種溶質透明混合溶液濃度檢測裝置，解決兩種溶質透明混合溶液濃度檢測的問題。

技術方案：本發明的兩種溶質透明混合溶液濃度檢測裝置包括半導體激光器、偏振相關光隔離器、薄膜偏振分束棱鏡、樣品池及磁光調制器、偏振片、第一光電探測器、第二光電探測器、除法放大器以及微機處理及顯示單元；

半導體激光器的激光輸出通過偏振相關光隔離器薄膜偏振分束棱鏡送入樣品池及磁光調制器的輸入端和第二光電探測器的輸入端，樣品池及磁光調制器的輸出端通過偏振片送入第一光電探測器的輸入端，第一光電探測器和第二光電探測器的輸出端接除法放大器的輸入端，除法放大器的輸出端接微機處理及顯示單元。

樣品池及磁光調制器中，樣品池采用透明圓柱狀玻璃管制成，樣品池設有進液口和出液口；磁光調制器采用螺線管，給螺線管通以交流電從而產生交變磁場；樣品池置于螺線管中心軸線位置，樣品池及螺線管的軸線與入射光線平行。

第一光電探測器、第二光電探測器采用型號、性能均相同的光電探測器。

微機處理及顯示單元用于采集由除法放大器輸出的信號并繪制顯示信號曲線。兩種溶質所組成的溶液為透明的，且要求有且只有一種溶質具備自然旋光效應，另一種溶質或兩種溶質都具有磁旋光效應。螺線管產生的交流磁場要求為交流磁場。

有益效果：根據以上敘述可知，本發明具有如下特點：

本發明利用某些物質的自然旋光效應與磁旋光效應，設計了兩種溶質透明混合溶液濃度檢測裝置，該裝置利用磁光技術可以一次性檢測溶液中兩種溶質各自的濃度。該方法檢測原理簡單，器件制作相對容易，采用信號除法放大系統提高了系統的檢測靈敏度，同時消除光源發光功率不穩定帶來的不利影響；采用非侵入式的檢測方法，對溶液無污染；利用微機處理與繪圖顯示技術實現實時、自動檢測；在溶液濃度檢測方面具有非常重要的應用價值。

創新之處在于：本發明設計的兩種溶質透明混合溶液濃度檢測裝置，可以一次性完成檢測溶液中兩種溶質各自的濃度，同時采用工作光強與參考光強相除放大技術，提高了系統的檢測靈敏度，消除光源發光功率不穩定帶來的不利影響；利用微機技術實現自動讀取數據、自動計算檢測結果，可以實現實時、自動檢測。

附圖說明

圖1兩種溶質透明混合溶液濃度檢測裝置示意圖。圖中有半導體激光器1、偏振相關型光隔離器2、薄膜偏振分束棱鏡3、樣品池及磁光調制器4、偏振片5、第一光電探測器6、第二光電探測器7、除法放大器8、微機處理與顯示單元9。

具體實施方式