[发明专利]一种基于全反射原理的液体透过率测量装置及方法

权利要求书

1.一种长距离液体透过率的测量装置，所述测量装置顺次包括光源(1)，第一异形光学棱镜(7)，样品管(8)，第二异形光学棱镜(9)，所述测量装置还包括用于移动第一异形光学棱镜(7)的第一精密位移台(2)，用于移动第二异形光学棱镜(9)的第二精密位移台(3)，探测系统(4)，运动控制系统(5)，计算机(6)；其中，计算机(6)通过运动控制系统(5)控制第二精密位移台(3)，计算机(6)还用于控制探测系统(4)。

2.根据权利要求1所述的一种长距离液体透过率测量装置，光源(1)发出的光束从第一异形光学棱镜(7)的左端射入系统，经过样品管(8)中的液体，入射到第二异形光学棱镜(9)的右侧内壁，发生一次全反射，反射射到第二异形光学棱镜(9)的左侧内壁，再次发生全反射，返回样品管(8)，经过液体后入射到第一异形光学棱镜(7)的左侧反射壁，第三次发生全反射，然后入射到第一光学棱镜(7)的右侧反射壁，第四次全反射，完成一次的光路循环；当光束进行多于一次的上述光路循环后，光束在第一异形光学棱镜(7)上的位置从边缘区域逐步循环到达中心区域，从第一异形光学棱镜(7)的右侧反射壁射出，经过样品管中的液体到达第二异形光学棱镜(9))时，不再打到反射壁处进行反射，而是打到第二异形光学棱镜(9)的出射面，射出后到达探测系统(4)。

3.根据权利要求1所述的一种长距离液体透过率测量装置，光源(1)为403nm、532nm、633nm或者1064nm波段，光源(1)为固体线偏振激光器或气体线偏振激光器。

4.根据权利要求1所述的一种长距离液体透过率测量装置，样品管(8)采用铝合金、不锈钢或根据液体样品特性选择不发生反应的材料；样品管(8)两端有窗片的转接口，并且在其中一端设置阀门。

5.根据权利要求1所述的一种长距离液体透过率测量装置，探测系统(4)为光电探测器。

6.一种采用权利要求1-5所述装置的长距离液体透过率测量方法，包括：

将探测系统(4)移动至光源出口位置；

测量初始光强I₀；

待测液体装入样品管(8)中；

第二精密位移台(3)精确移动第二异形光学棱镜(9)的垂轴位置，导致光路中反射次数变化，从而实现不同长度传输距离的测量，探测系统(4)测量液体光强I₁；

将所测量的液体光强与进入样品管(8)之前的初始光强进行比较，从而获得液体透过率T。

7.根据权利要求6所述的一种长距离液体透过率测量方法，其中，

样品管(8)内全反射次数为n，光线出射后，探测系统(4)所探测到的能量I₁为：

样品透过率T为：

其中，I₀为所探测到的初始光强，I₁为所探测到的光强，样品管(8)两端各有一个窗片，T₁为两个窗片的透过率，R₁为第一异形光学棱镜及第二异形光学棱镜反射壁的反射率，T_out为第二异形光学棱镜的出射面透过率。