[實(shí)用新型]一種基于全反射的氣體及液體折射率的實(shí)時(shí)測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720191340.6
• 申請(qǐng)日: 2017-03-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206505015U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖川;后俊明;盧炳鑫;葉震寰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/41
• 分類號(hào): G01N21/41
• 代理公司: 鞍山貝爾專利代理有限公司21223
• 代理人: 李玲

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量液體和氣體折射率的裝置，特別是基于全反射的氣體及液體折射率的實(shí)時(shí)測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，由于折射率可以間接的反映出濃度這個(gè)物理量。所以工業(yè)上對(duì)折射率測(cè)量的精度、實(shí)用性等要求也日益提高，目前市面上常用的折射率測(cè)量裝置，如阿貝折射儀，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作不方便且成本較高，具有一定的局限性。此外，運(yùn)用波動(dòng)光學(xué)的原理對(duì)折射率進(jìn)行測(cè)量，雖然精度有所提高，但成本也非常高，且趨于大型化。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種液體及氣體的折射率實(shí)時(shí)測(cè)量裝置，通過(guò)簡(jiǎn)單操作便可得到物體的折射率。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的。

本實(shí)用新型一種基于全反射的氣體及液體折射率的實(shí)時(shí)測(cè)量裝置，其特征在于包括支承架，在所述的支承架內(nèi)中上部設(shè)有氣室，在氣室的上部設(shè)有單面毛玻璃，在氣室的下部設(shè)有普通光學(xué)玻璃，所述的單面毛玻璃的下端部與氣室上部密封連接，所述的普通光學(xué)玻璃的下端部?jī)蓚?cè)通過(guò)擋塊與支承架固定連接，普通光學(xué)玻璃的上端部與氣室下部密封連接，探測(cè)器設(shè)置在支承架的正上方，激光器設(shè)置在普通光學(xué)玻璃的下方，支承架的底部中間部位；

所述的氣室為中間開(kāi)有樓空體的四棱柱形氣室，在四棱柱形氣室一端的中上部設(shè)有出料通道，在四棱柱形氣室另一端的中下部設(shè)有進(jìn)料通道，所述的進(jìn)料通道和出料通道分別與帶閥門(mén)的進(jìn)料管和帶閥門(mén)的出料管相連通。

所述的樓空體為圓形、方形或橢圓形。

所述的單面毛玻璃的上表面是毛化面，下表面是光滑面。

所述的探測(cè)器采用CMOS探測(cè)器。

本實(shí)用新型的工作原理為：

當(dāng)一束激光通過(guò)普通光學(xué)玻璃、氣室、單面毛玻璃后，在單面毛玻璃面上將發(fā)生漫反射。由于待測(cè)液體(氣體)的折射率低于玻璃的折射率，所以漫反射后的光線會(huì)在待測(cè)物與玻璃的界面上發(fā)生全反射。從而出現(xiàn)遮光效應(yīng)，在單面毛玻璃毛化面上會(huì)形成一個(gè)圓形暗區(qū)，實(shí)驗(yàn)時(shí)只要測(cè)量出圓形暗區(qū)的直徑，再利用下式(由全反射公式推得)，即可計(jì)算出液體的折射率。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有同類裝置相比，其有益效果體現(xiàn)在：

該裝置在整個(gè)操作過(guò)程中采用簡(jiǎn)單的手工操作，其他操作由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。利用此方法測(cè)量折射率能夠達(dá)到實(shí)時(shí)測(cè)量的目的。特別是可以根據(jù)折射率與濃度之間的關(guān)系，對(duì)待測(cè)物的濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在對(duì)于化工、醫(yī)藥等行業(yè)有重要意義。本實(shí)用新型還具有不污染環(huán)境、制作成本低的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是液體及氣體折射率實(shí)時(shí)測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是液體及氣體折射率實(shí)時(shí)測(cè)量裝置中氣室的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。

如圖1和圖2所示，以上清楚、完整地顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。

本實(shí)用新型的一種基于全反射的氣體及液體折射率的實(shí)時(shí)測(cè)量裝置，其特征在于包括支承架1，在所述的支承架1內(nèi)中上部設(shè)有氣室5，在氣室5的上部設(shè)有單面毛玻璃4，毛玻璃的上部為毛化面3，在氣室5的下部設(shè)有普通光學(xué)玻璃9，所述的單面毛玻璃4的下端部與氣室5上部密封連接，所述的普通光學(xué)玻璃9的下端部?jī)蓚?cè)通過(guò)擋塊8與支承架1 固定連接，普通光學(xué)玻璃9的上端部與氣室5下部密封連接，探測(cè)器2設(shè)置在支承架1的正上方，激光器10設(shè)置在普通光學(xué)玻璃9的下方，支承架1的底部中間部位；

所述的氣室5為中間開(kāi)有樓空體14的四棱柱形氣室5，在四棱柱形氣室5一端的中上部設(shè)有出料通道12，在四棱柱形氣室5的另一端的中下部設(shè)有進(jìn)料通道7，所述的出料通道12和進(jìn)料通道7分別與帶閥門(mén)的出料管13和帶閥門(mén)的進(jìn)料管6相連通。

所述的樓空體14為圓形、方形或橢圓形。

所述的單面毛玻璃4的上表面是毛化面，下表面是光滑面的單面毛玻璃4。

所述的探測(cè)器采用CMOS探測(cè)器。

將探測(cè)器2與電腦聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量；另外待測(cè)物11可以為液體，也可以為氣體，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量多相態(tài)物質(zhì)的折射率。

實(shí)例1，測(cè)量液態(tài)物質(zhì)折射率，如圖1所示，打開(kāi)出料管13的閥門(mén)和進(jìn)料管6的閥門(mén)，待測(cè)液態(tài)物質(zhì)11從進(jìn)料通道7通入四棱柱形氣室5的樓空體14內(nèi)，同時(shí)控制流量和速度恒定或待液體填充滿樓空體14后，本實(shí)用新型的樓空體14采用圓形樓空體，打開(kāi)激光器10的電源，隨后打開(kāi)CMOS探測(cè)器2，便監(jiān)測(cè)到實(shí)驗(yàn)圖像，并把實(shí)驗(yàn)圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信息傳到電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。