[發(fā)明專利]用液芯柱透鏡的瞬時折射率空間分布測量液相擴(kuò)散系數(shù)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410440938.5
• 申請日: 2014-09-02
• 公開（公告）號: CN104165863B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟偉東;普小云;孫麗存;楊瑞芬;瞿影
• 申請（專利權(quán)）人: 云南大學(xué)
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41
• 代理公司: 昆明科陽知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所53111
• 代理人: 孫山明

1.用液芯柱透鏡的瞬時折射率空間分布測量液相擴(kuò)散系數(shù)的方法，包括：

（1）測量兩種溶液擴(kuò)散開始前在界面兩邊的初始濃度C₁和C₂，根據(jù)式（1）計算擴(kuò)散溶液濃度：

，m與C₀為常數(shù)（1）；

根據(jù)高斯誤差反函數(shù)計算，構(gòu)成空間分布的序偶關(guān)系的集；

（2）對Z_i與進(jìn)行線性擬合，得到方程，計算擴(kuò)散系數(shù)D：，其中，，b為實(shí)驗(yàn)過程中接觸零點(diǎn)位置（Z）的選取上存在的誤差；

其特征是：

（1）得到式（1）折射率的方法是：

用單色平行光為柱透鏡入射光，待柱透鏡內(nèi)注入的兩種液體擴(kuò)散后形成在觀察屏上清晰成像的折射率為n_i和像寬為的若干液體薄層，在時刻t采集一幅液體擴(kuò)散圖像，使各液體薄層經(jīng)非對稱柱透鏡的成像光束的焦距d_i滿足關(guān)系：

（2）

其中，h是在傍軸情況下的柱透鏡通光孔徑，d為觀察屏與柱透鏡管軸之間的距離；

（2）記錄式（1）中折射率為 n_i的液體薄層到溶液分界面的距離 Z_i；將式（1）計算得到的焦距d_i值代入柱透鏡高斯成像公式得到折射率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是采集一幅液體擴(kuò)散圖像的時刻t 在1500s~2700s范圍內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是在柱透鏡內(nèi)的兩種液體擴(kuò)散后，選擇10個以上各液體薄層的位置作為折射率采樣點(diǎn)，即i≥10。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是或者用刻度尺測量像寬和位置Z_i，或者編寫程序控制圖像傳感器（7），用計算機(jī)（8）采集和分析圖像的像寬和位置Z_i對應(yīng)關(guān)系。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征是或者用刻度尺測量像寬和位置Z_i，或者編寫程序控制圖像傳感器（7），用計算機(jī)（8）采集和分析圖像的像寬和位置Z_i對應(yīng)關(guān)系。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是進(jìn)一步取得任意時刻的擴(kuò)散通量，其中，D表示擴(kuò)散系數(shù)，表示濃度梯度，負(fù)號表示擴(kuò)散方向?yàn)闈舛忍荻鹊姆捶较颉?/p>