[实用新型]一种多功能数显折光仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学仪器测量领域，具体涉及一种多功能数显折光仪。

背景技术

折射率是物质的重要物理常数之一，许多物质具有自己独有的折射率。光线从一种介质进入另一种密度不同的介质时，会产生折射现象，液体的折光率n是一个与它的密度p和入射光波长名有关的函数，温度T和浓度C的变化都会改变溶液的密度，即n=n(C，T，γ)。对于一定温度T的溶液，当其入射光波长γ唯一时，溶液的浓度C与其折光率n之间存在着一一对应关系，即C=f^-1(n)。因此我们可以通过对穿过溶液的单波长光线位置变化的检测，计算出相应溶液浓度的变化。

目前，国内测量液体折射率的仪器主要有手持式折光仪及阿贝折光仪。例如授权公告号为CN201955301U的中国实用新型专利公开了一种高精度在线数字折光仪。所述折光仪包括折光仪本体和设置于其上的光源控制电路板、棱镜、至少两个反射镜、CCD图像传感器以及信号处理电路板；光源控制电路板上固定有光源，至少两个反射镜沿折光仪本体的高度方向上左右交错排列在测光仪本体相对的两个侧壁上，反射镜用于将从棱镜出射的光线多次反射后射向CCD图像传感器，光源控制电路板和信号处理电路板之间电连接，信号处理电路板和CCD图像传感器之间电连接。

申请号为91231056.1的中国发明专利文献公开了一种自动瞄准阿贝折光仪，通过采用狭缝处设置光电接收器的自准直光管和直角测试棱镜(该棱镜相对斜面的直角的一侧平面为测试面，另一侧平面为镀有反射膜的反射面)，让自准直光管发出的平行光相对直角测试棱镜的斜面作入射角转换扫描，以简单的结构实现了保证精度下的较大测试范围。

这些仪器测量液体折射率的准确度偏大，约为0.0003，且需要配置目镜观察，智能化程度低，不能远程读数和遥控操作。例如授权公告号为CN202126394U的中国实用新型专利公开了一种手持式折光仪目镜，在手持式折光仪上分别设有折光凌镜、进光板、零位校正螺丝和橡胶套，在手持式折光仪的后端部位套有目镜，所述目镜为圆环形，所述目镜内壁紧凑连接。

国外的自动折光仪的测量准确度能达到0.0001或更小，而且体积小，密封好，可直接数显读数，具有防水功能，可用于在线测量，但不能实现远程操控，同时价格偏高，一台日本数显折光仪，至少需要几万人民币以上。国内目前关于在该领域的研究处于起步阶段，因此开发一款经济实惠且符合国情的多功能数显折光仪尤为重要。

实用新型内容

本实用新型提供了一种多功能数显折光仪，测量准确度高，准确度能达到0.00005，且成本低廉。

一种多功能数显折光仪，包括外壳，还包括：

位于外壳内的电路板，该电路板上安装微控制器和显示模块；

位于外壳内的内置电源，该内置电源与所述电路板相连；

位于外壳内的光路传感系统，该光路传感系统包括：

位于电路板一侧的支架，

设于所述支架上的倒梯形棱镜，

设于所述倒梯形棱镜顶面的测量槽，

设置在所述支架上且位于倒梯形棱镜一侧的LED灯，

以及固定在所述支架上且位于所述倒梯形棱镜另一侧的CMOS光电传感器，所述CMOS光电传感器与微控制器通信连接。

本实用新型的多功能数显折光仪，样品液体位于样品槽内，LED灯发出的光束经过倒梯形棱镜一侧进入倒梯形棱镜，发生第1次折光率变化，到达倒梯形棱镜和样品液体界面，一部分光束进入样品液体，折射率发生第2次变化，进入样品液体的光束在样品液体和空气界面发生反射，回到倒梯形棱镜界面，进入倒梯形棱镜，第3次发生折射率变化，该光束穿过倒梯形棱镜到入射光另一侧的空气介质中，第4次发生折射率变化，然后射到CMOS光电传感器上，不同样品液体介质，会产生不同的折射率，光束最后落在CMOS光电传感器上的位移会发生变化，根据光束位移的光电信号，通过微控制器处理，与集成在微控制器上的内置标准曲线对比分析计算，最后将待测样品液体的折光率和其他指标的浓度值输送到显示模块上，同时储存在储存模块中，可供电脑数据导出。

本实用新型中一方面使用了较高精度的CMOS光电传感器，另一方面为了与CMOS光电传感器更好的匹配，改进了光路系统，光路通过2次折射，1次反射，再经过2次折射后的位移点采集完成测量，该光路通过多次折射和反射结合，使得不同折射率的样品液体最后得到的相对位移差相对于其他折光仪更大，即使细微的差别也通过该光路设计得以放大，结合CMOS光电传感器使得本实用新型仪器的准确度提高到0.00005。