[實用新型]用于測量折射率的光學系統及一種小型折射率測量裝置

有效

• 申請號: 201420472561.7
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN204028001U
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 馬玉峰
• 申請（專利權）人: 北京領航力嘉機電有限公司
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 李敏

技術領域

本實用新型涉及一種用于測量折射率的光學系統及應用該光學系統的能夠測量液體以及透明固體折射率的小型折射率測量裝置。

背景技術

折射計在食品飲料，海水、淡水養殖，石油化工，生物制藥，臨床醫學，車輛維護，工業生產等各行各業具有廣泛的應用。可以通過測量液體的折射率，計算液體中完全溶解物質的濃度含量，如可以測量飲料中的含糖量，測量酒品的酒精度，測量動物和人的尿比重、尿蛋白，測量冷凍液、清洗液的冰點等等。

傳統的折射計的光學系統如圖1所示，包括棱鏡103，單色光源104和CMOS光電傳感器102。相應的，折射計內部除了上述光學系統之外，還包括對單色光源104進行控制并對光電傳感器102檢測到的信號進行處理的電路部分。折射計的工作過程如下：當棱鏡103接觸到被測樣本X時，單色光源104發光，從單色光源104入射到棱鏡103的光入射到被測樣本X和棱鏡103的邊界面上，根據棱鏡103與被測樣本X的折射率決定的臨界角，分離成折射光和反射光，反射光會從棱鏡103射出，成為檢測光線入射至CMOS光電傳感器102，由CMOS光電傳感器102轉換成電信號。另外，在折射計中還設置有溫度傳感器，用于測量被測樣本的溫度。溫度信號和CMOS光電傳感器轉換后的電信號經過電路部分的處理后能夠檢測出被測樣本X的折射率，根據被測樣本X的折射率得出被測樣本X的折射率。

但是現有折射計中的光學系統，從圖中可以看出，單色光源104和CMOS光電傳感器102分別在棱鏡103的兩側。因此，該光學系統中入射光線的中心線U’與檢測光線的中心線V’不平行。這樣的光學系統使折射計在結構設計上受到局限，限制了折射計的微型化設計。

實用新型內容

為此，本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種小型折射率測量裝置。

為解決上述技術問題，本實用新型提供如下技術方案：

本實用新型提供一種用于測量折射率的光學系統，包括：

光學棱鏡，其包括第一面、第二面和第三面，所述第三面與所述第二面垂直設置，所述第一面與所述第二面中垂線間的夾角為銳角，且所述第二面上成型有測量凸臺，所述測量凸臺與被測物體接觸；

光源，設置于所述光學棱鏡的一側，且所述光源發出的第一光線通過所述第一面入射至所述光學棱鏡的測量凸臺與被測物體的分界面；

光電傳感器，與所述光源位于所述光學棱鏡的同一側，接收所述第一光線經所述分界面全反射后通過所述第一面出射的第二光線。

物鏡，設置于所述第一面與所述光電傳感器之間的光學路徑上，且所述物鏡與所述光電傳感器之間的距離等于所述物鏡的焦距。

所述物鏡的焦距為20-30mm。

光導纖維，其設置于所述第一面與所述光源之間的光學路徑上，用于將所述光源發出的第一光線傳輸至所述第一面。

所述第一面與所述第二面中垂線之間的夾角為45度-60度。

所述第二面上成型的所述測量凸臺，為直徑在5-6mm的圓形凸臺。

所述第三面內表面鍍覆有反射膜。

本實用新型還提供一種小型折射率測量裝置，包括上述的用于測量折射率的光學系統和處理電路，所述處理電路用于對光源進行控制并對光電傳感器檢測到的信號進行處理；

所述光學系統和所述處理電路封裝于筆式外殼內，所述筆式外殼的長度為140-180mm，所述筆式外殼包括：

第一封裝殼體，用于所述光學系統的封裝，其長度為30-60mm，寬度為10-18mm，高度為10-18mm；所述第一封裝殼體與所述光學系統中測量凸臺相對應的位置設置一進液口，用于被測物體與測量凸臺相接觸；

第二封裝殼體，用于封裝所述處理電路，其長度為100-110mm，寬度為20-25mm，高度為20-25mm，所述第二封裝殼體與所述第一封裝殼體通過連接環套接；

所述第二封裝殼體內還包括用于放置電池的電池倉。

所述處理電路中包括藍牙模塊，所述藍牙模塊用于實現所述處理電路與其他終端間的數據傳輸。

本實用新型的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：