CN101750400A - 一种光电方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光电方法。提出运用光电方法来进行测试胶体溶液、浑浊液的浊度、含量、悬浮物数目等。其方法是：平行光光源(1)发出平行光穿过测试皿(2)，后由聚透镜(3)聚焦于光电器件(4)上，由光电器件所产生的电信号经光电转换器的信号处理电路(5)后在显示器(6)上读出结果。具有结构简单、操作方便、成本低廉等特点。

Description

一种光电方法

(1)技术领域

本发明涉及一种光电技术。

(2)背景技术

在生活、生产中，经常会接触到胶体溶液、浑浊液，如何检测出胶体溶液、浑浊液的浊度、含量、悬浮物数目等，是一个问题，例如：如何检测出水的污染程度，即水质的状况，其混浊度、污染含量。

经检索了专利文献与技术资料，发现有如下的文献与资料：

CN200520073832.2专利提出“旋转烟尘测量窗”，主要是设计旋转电机旋转窗口玻璃，它们组成了旋转窗口玻璃系统，用光电方法测量烟尘浓度，采用分光补偿系统配合旋转窗口玻璃系统进行烟尘检测的误差补偿，可以根除窗口污染对测量的影响。其原理先进，国内首创、使用方便、可靠性高、便于替换和维修。

CN95193304.3号专利提出“探测短暂受激发光的方法”，该平台由其上涂敷一层透明波导层(b)的透明基底(a)组成，传感器平台设有一个光栅，用于激励光的输入耦合，所述基底(a)的折射率低于波导层(b)的折射率，使液体样品与层(b)相接触，用光电方法测量样品中具有发光特性的物质所产生的发光，或固定在层(b)上的具有发光特性的物质所产生的发光，本发明也涉及利用本方法作定量的亲和性检测，并用于定量测定在光学浑浊液中的发光成分。

CN00118370.2号专利提出“能够检测稳定的误差信号的光学拾取装置”，该装置包括一个具有多个衍射和/或聚焦从记录媒体反射出来和入射至记录媒体上的光的图案区的全息图元件；一个具有多个接收和用光电方法转换由该全息图元件衍射的光的光线接收区的光检测器；和一个根据由该光检测器检测的信号，产生焦点误差信号和/或跟踪误差信号的信号运算装置。在光检测器偏移。从光源发出的光波长改变，和/或聚焦装置偏移时，该光学拾取装置仍可实现稳定的伺服工作。

CN200510089990.1号专利提出“高耦合效率光电模块”，公开了一种光电模块、一种光电方法和一种制造光电模块的方法。在一个方面中，光电模块包括激光器、球透镜、基座、反射器和聚焦透镜。激光器可操作来产生沿光轴的发散光束。球透镜具有中心。基座具有支撑激光器和对准结构的表面。对准结构在平行于基座表面的平面内和垂直于基座表面的方向上配准球透镜，使球透镜的中心基本与光轴对准，球透镜使发散光束平行而成为准直光束。反射器布置来偏转准直光束，以在与基座表面相交的平面内产生偏转准直光束。聚焦透镜布置来聚焦偏转准直光束。

CN99807278.8号专利提出“测定偏振光的(主)偏振面到约0.1m°的偏振测量方法和实现此方法的可小型化的装置”，本发明涉及用于非常精确地确定偏振光的偏振面的一种方法和一种装置，按此方法，光源(1)的光线被偏振，这借助于一个偏振滤光器(2)实现，它相对于第一个参考面一在反射表面(4)上的入射面-有一个确定的调整角θo。穿过测量室(3)中测试体的偏振射线(12)改变旋转角一个小的角度θMG。θo和θMG的和给出旋转角θe，由测量室走出的射线(13)以此角度在一个光学密集介质的表面(4)上部分地被反射。接着被反射的部分射线在一个偏振棱镜(5)中分裂成两个部分射线(15a：非正常射线；15b：正常射线)，它们的偏振面严格地相互垂直。棱镜的参考面-正常射线的偏振面-相对于第一个参考面有一个确定的调整角(θ*)。两个部分射线的强度Io和Ia被检测器(6a，6b)以光电方法确定，并且构成测得强度的比值(Q)(比值构成器：8)。

(3)发明内容

本发明的目的是：提供运用光电方法来进行测试出胶体溶液、浑浊液的浊度、含量、悬浮物数目等。

本发明所采用的技术方案(或其设计原理)是：“光电比色计”与“分光光度计”是进行化学分析常用的仪器，其运用了″郎伯-比尔定律″(光的吸收定律)，该工作原理基本是这样：光线穿过溶液后衰减，测定透过光强度It与入射光强度Io的比值(即透光率L)，运用光电转换原理，通过显示器的读数变化，即可知道溶液的浓度。

运用“光电比色计”与“分光光度计”是无法进行测试出胶体溶液、浑浊液的浊度、含量、悬浮物数目等，这是因为在溶液，溶质在溶剂中是溶解的，即溶质以分子、原子或离子态均匀地分布在溶液中，光线穿过溶液时，其任意一个点的透光率L都是一致的，测试的溶液浓度不会出现误差；而对于水中的悬浮物呢？光线穿过液体时，就产生几种情况(如图1)：在A点，没有悬浮物，光线无障碍地通过，光线仅受到液体因素产生的衰减(我们暂且将其透光率忽略)；在B、C点，有悬浮物，光线产生了反射或折射。在A、B、C…各点的透光强度It都是不相同的。

然而我们正好可以利用A、B、C……各点的不同透光强度，提出一种新的光电方法。若是将A点的透光强度(用Ia表示)与B点的Ib，C点的Ic……集合起来，得出一个总的透过光强度I_总，即：I_总＝Ia+Ib+Ic+Id+Ie+……

将I_总(即是特测的含有悬浮物的液体)与标准样的液体(即是已知或得到了测试数据的含有悬浮物的液体)的透光强度相比较。即可知道浊度、含量、悬浮物数目等了。

如何将I总集合起来，用一个聚透镜即可解决这一问题，将Ia、Ib、Ic等所有透过光聚集起来，然后照射在光电器件上，由光电器件所产生的电信号经光电转换器的信号处理电路后在显示器上读出结果。

打个比方：在树下，我们会感到阴暗，树叶越多，树下越阴暗。我们可以根据树荫的阴暗程度来判断树叶的多少。但是这里又存在着这样一个问题：树荫下的阴暗程度是不一样的，因此，只有将各个点的阴暗度相加起来(即I_总＝Ia+Ib+Ic+Id+Ie+……)，得出一个总的阴暗度。

这种“光电方法”，具有结构简单、操作方便、成本低廉等特点，可以测试出胶体溶液、浑浊液的浊度、含量、悬浮物数目等。

(4)附图说明

图1是光线穿过液体时，产生几种不同透过光强度的示意图。

图2是光电计数测试仪的示意图。

图3是测试皿的剖视图。

图中：(1)平行光光源；(2)测试皿；(3)聚透镜；(4)光电器件；(5)信号处理电路；(6)显示器；(7)测试皿的开口处。

(5)具体实施方式

我们照以上的技术方案，设计一个测试仪(如图2)。平行光光源(1)发出平行光穿过测试皿(2)，后由聚透镜(3)聚焦于光电器件(4)上，由光电器件所产生的电信号经光电转换器的信号处理电路(5)后在显示器(6)上读出结果。

其操作步骤基本同“光电比色计”与“分光光度计”。

①将盛有仅有水的测试皿放在测试仪，调整旋转，使得透过光的聚焦点正好照射在光电转换器件上。

②调整电阻器，使显示器的指针位于100％上。

③制作标准样，将若干个已知的(或已得出了)测试数据的含有悬浮物的液体放入各个测试皿，分别测试并读出显示器的读数及记录之，也可将其读数绘制出坐标曲线。

④取出标准样的测试皿，放入盛有待测液的测试皿，读出显示器上的读数，进行运算，即可得出结果，或也可运用已绘制好的坐标曲线表，即可查出其结果。

这一新的光电方法与“光电比色计”、“分光光度计”有一些不同点，故有以下特殊的要求。

一、测试皿的要求：①测试皿应是水平置放进行测试，不得倾斜或垂直。因为倾斜过度时，影响测试的精度。②测试皿的各个部分的厚度均得一致，且置放标准样与置放测试液的两个测试皿的厚度也得一致，这同样也是根据“朗伯定律”：浓度不变，厚度与透过光强度成反比。③测试皿应该用同样的材料，且材料的厚薄应一致。④测试皿的上部基本上均得受到光的照射，透过光也应全部被聚透镜聚焦。即测试皿的上部面积与被光照射面积及聚透镜面积，三者一致。⑤测试皿的上部往开口处(7)略向上倾斜(如图3)，使得气泡不易滞留于测试皿中。

二、光电转换器的要求：可以进行上下垂直调整，这样，透过光穿过聚透镜后正好聚焦于光电转换器件上。

Claims (3)

1.一种光电方法，设有平行光光源、盛放待测液体(或标准样)的测试皿、聚透镜、光电器件、信号处理电路、显示器，其特征是：平行光光源产生的是平行光；测试皿位于平行光光源与聚透镜之间。

2.根据权利要求1所述的光电方法，其特征是：平行光光源、测试皿、聚透镜，这三者大小口径相同。

3.根据权利要求1所述的光电方法，其特征是：测试皿，设两个以上；上底往开口处略向上倾斜。

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