[发明专利]高精度便携式旋光仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种高精度便携式旋光仪。特别提供了一种两级精确测量旋光角度的方法，并可对多种溶液进行准确的浓度测量。

背景技术

目前市面上高精度旋光仪不多，所运用的测量方法大致分为三种，一种是用眼睛识别手调旋光仪，大多用在物理性实验方面，由于人眼对光的敏感度低，测量精度非常低；一种是运用步进电机自动测量的旋光仪，是运用广泛的旋光仪，其精度受机械转动误差影响很大；另外还有一种通过光强大小处理来测量旋光角的旋光仪，对光电探测仪的精度要求很高，并且价格非常昂贵。

发明内容

本发明的目的是解决背景技术所述的旋光仪精度测量不高的问题，提供了一种高精度两级测量的便携式旋光仪。

本发明采取两级测量的方法，先由DSP芯片控制步进电机转动来测量大角度，再经过调制磁场处理，由芯片运用傅里叶算法对小角度信号进行精度测量，两角度相减处理得到整个溶液的旋光角，调用寄存器中相应旋光率进一步计算得出溶液浓度，由液晶显示器显出温度值、应溶液名称及其精确的浓度值。

本发明的优点有：

(1)运用两级测量的方法，一级测量实为粗测，用DSP控制步进电机转动来对大角度进行测量；二级测量是精确测量，在高精度便携式旋光仪的光路上添加了一个磁调制线圈，对旋光角进行磁调制，产生了一个磁调制角，用快速傅里叶变换算法处理求小角度。

(2)根据需测溶液不同可选择相应溶液测量按钮，从而可对相应溶液进行浓度测量。

(3)无需恒温，在各个溶液参数寄存器中存有温度与旋光率的对应数值关系，温度传感器测量值输入给DSP芯片，由芯片直接调用相应的旋光率进行数值计算。

(4)旋光仪外部是光屏蔽金属壳，防止由其它光源干扰引起的误差。

(5)温度值、溶液名称及其精确的浓度值由液晶显示器显出。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是高精度便携式旋光仪结构示意图；

图2是高精度便携式旋光仪面板示意图；

图中，1.开关 2.复位 3.二级开关 4.蔗糖溶液 5.血糖 6.香料 7.其他溶液 8.电源 9.盖子 10.盖子开关 11.显示屏 12.功能显示 13.温度显示 14.溶液名称显示 15.溶液浓度显示

具体实施方式

本发明可应用于对精度要求相对较高的制药、药检、制糖、食品、香料、味精以及化工、石油等工业生产、科研、教学部门，也可用于化验分析或过程质量控制方面。下面举测蔗糖的例子来说明具体实施方式。

高精度便携式旋光仪面板图如图2，其尺寸大小为170mm×80mm×110mm，多种功能显示在液晶显示屏11上。

(1)对蔗糖溶液浓度值进行一级测量

连上电源8打开总电源开关1，在没有溶液放入的情况下点击复位按钮2，由DSP芯片控制步进电机使检偏器复位。关闭总电源开关1，按下开关10打开放溶液管的盖子9，放入蔗糖溶液样品管，盖上盖子。打开总电源开关1，选择测量蔗糖溶液浓度功能按钮单击按键4，仪器开始自动测量。偏振光发生旋转，光电探测器输出信号经过放大处理输出给DSP芯片，由芯片控制步进电机转动，每次转动所测的光强值都与上次数据作比较，直到当测量数据大于上一次数据时停止测量，将所测角度放入寄存器中，即为一级粗测的大角度值

(2)对蔗糖溶液进行二级测量

在一级测量终止后，选择二级测量按键3，此时磁调制线圈加上电流值恒定的交流电流，使偏振光产生一个很小的磁调制偏转角，由DSP芯片对此时的信号进行A/D处理及运用傅里叶算法求基频与倍频信号的幅值比，再由已知调制角度值，即可求出此时精确的小角度值此时测量的精确旋光角为

(3)求蔗糖溶液浓度值

DSP芯片通过温度传感器测量出溶液的温度并存储，由芯片调出此刻温度对应的蔗糖溶液旋光率，经过芯片处理得到此种蔗糖溶液的浓度值。由液晶显示屏11输出对应的温度13、溶液名称14及其溶液浓度15。

(4)测量其它溶液的浓度则重复(1)-(3)过程即可。