CN202421066U - 折射率测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及测量领域，具体涉及一种折射率测量仪，该折射率测量仪，包括：光源组件、装载平台、一个以上的折射光接收器、电子处理模块；所述光源组件位于所述装载平台的一侧，用于向待测物发射光；所述装载平台用于装载待测物，所述待测物用于接收所述光；所述一个以上的折射光接收器位于所述装载平台的另一侧，用于接收所述光经过待测物折射后的折射光、记录所述折射光的投射位置；所述电子处理模块用于根据投射位置计算出待测物的折射率n_x。本实用新型能够提高折射率测量仪的测量范围。

Description

折射率测量仪

技术领域

本实用新型涉及测量领域，具体涉及一种折射率测量仪。

背景技术

在现有技术中，目前常用折射率测量仪主要是阿贝折射仪、V棱镜折射仪或瑞利干涉折射仪。每种测量仪都只是针对一种或两种状态的物质进行测量，由于待测物状态的改变需要选择不同的测量仪进行，测量仪的测量范围较窄，扩展性不强，无形中增加了折射率测量的整体成本。

另一方面，多数折射率测量仪需要采用多个透镜，结构复杂，光损失严重，折射率测量仪的成本提高，而且，测量精度和灵敏度都被大幅削减。

实用新型内容

本实用新型提供一种折射率测量仪，能够提高折射率测量仪的测量范围。

本实用新型提供了一种折射率测量仪，包括：光源组件、装载平台、一个以上的折射光接收器、电子处理模块；

所述光源组件位于所述装载平台的一侧，用于向待测物发射光；

所述装载平台用于装载待测物，所述待测物用于接收所述光；

所述一个以上的折射光接收器位于所述装载平台的另一侧，用于接收所述光经过待测物折射后的折射光、记录所述折射光的投射位置；

所述电子处理模块用于根据投射位置计算出待测物的折射率n_x。

所述装载平台优选为设有微调旋钮；

所述微调旋钮，优选为用于调节装载平台处于水平位置。

所述装载平台优选为设有一个以上夹持件和待测物容器，所述待测物容器优选为用于装载所述待测物；

所述夹持件，优选为用于调节待测物容器并固定。

所述装载平台优选为设有调节件；

所述调节件，优选为用于调节待测物容器处于水平位置。

所述待测物容器优选为包括玻璃容器。

所述玻璃容器上端优选为设有可开启式密闭盖；

和/或，

所述玻璃容器的上部和下部优选为分别设有通孔，所述通孔优选为用可开启式密封件密封。

所述玻璃容器的外部优选为套有可打开式遮光件；所述可打开式遮光件在靠近所述光源组件的一侧优选为设有所述光入口；所述可打开式遮光件在靠近所述折射光接收器的一侧优选为设有所述折射光出口；

和/或，

所述玻璃容器优选为设有清洁组件，所述清洁组件优选为用于在所述玻璃容器装载物质前和在所述玻璃容器装载物质前对所述玻璃容器进行清洁处理，并对玻璃容器的清洁度进行检测。

所述光源组件优选为设有光源调节件、光源、光入射角θ测量器；

所述光源调节件，优选为用于调节光源的照射方向、和/或照射角度、和/或照射强度，调节后的所述光源发出的所述光优选为满足：所述光经过基准物折射后的折射光在折射光接收器上的落点与所述光经过待测物折射后的折射光在折射光接收器上的落点在一条竖直线上；

所述光入射角θ测量器，优选为用于测量所述光折射前的入射角θ。

所有折射光接收器优选为相互连续摆放，优选为形成一个平面或一个向所述装载平台弯折的弧形面；

和/或，

每一个折射光接收器均配有接收调节件，用于调节所述折射光接收器的位置；

和/或，

所述折射光接收器包括线阵传感器；

和/或，

所述折射率测量仪优选为进一步包括：距离测量器，所述距离测量器用于测量所述光待测物容器包含入射点的入射面和包含出射点的出射面之间的距离D。

所述入射面和出射面优选为相互平行；

和/或，

所述光源组件设有光入射角θ测量器，所述光入射角θ测量器，用于测量所述光折射前的入射角θ；所述电子处理模块，优选为进一步用于计算所述光经过基准物折射后的折射光在折射光接收器上的落点与所述光经过待测物折射后的折射光在折射光接收器上的落点的位移差ΔS_x，所述电子处理模块计算折射率n_x优选为满足以下条件，N为空气的折射率，n₀为基准物的折射率：

通过本实用新型提供一种折射率测量仪，能够达到如下有益效果：

1.准确提高折射率测量仪的测量范围。本实用新型包括：光源组件、装载平台、一个以上的折射光接收器、电子处理模块；所述光源组件位于所述装载平台的一侧，用于向待测物发射光；所述装载平台用于装载待测物，所述待测物用于接收所述光；所述一个以上的折射光接收器位于所述装载平台的另一侧，用于接收所述光经过待测物折射后的折射光、记录所述折射光的投射位置；所述电子处理模块用于根据投射位置计算出待测物的折射率n_x。其中装载平台可以装载各种待测物，通过折射光接收器和电子处理模块对折射光的照射位置进行记录并处理可以完成不同状态待测物的折射率测量，从而提高了折射率测量仪的测量范围。

2.提高折射率的准确性。光源组件中的光源调节件可以对光源的照射强度、照射方向、照射角度进行调节，调节后的所述光源发出的所述光优选为满足：所述光经过基准物折射后的折射光在折射光接收器上的落点与所述光经过待测物折射后的折射光在折射光接收器上的落点在一条竖直线上，并通过电子处理模块计算位移差ΔS_x，从而通过折射光的位移量来测量折射率，没有基于折射率引起的光线位置的变化，本实用新型中折射光接收器优选线阵传感器，其高灵敏性能够提高本实用新型折射光测量仪的灵敏度，灵敏度达到10^-5～10^-6。

3.效率高，成本低。本实用新型仅包括光源组件、装载平台、一个以上的折射光接收器、电子处理模块，无需采用多个透镜，整体结构简单，因此成本较低，而且本实用新型中折射光接收器优选线阵传感器，线阵传感器可以在工作中不断扫描、读数、实现折射率的在线测量、实时监控，充分提高了测量的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

本实用新型提供一种折射率测量仪，包括：光源组件、装载平台、一个以上的折射光接收器、电子处理模块；

所述光源组件位于所述装载平台的一侧，用于向待测物发射光；

所述装载平台用于装载待测物，所述待测物用于接收所述光；

所述一个以上的折射光接收器位于所述装载平台的另一侧，用于接收所述光经过待测物折射后的折射光、记录所述折射光的投射位置；

所述电子处理模块用于根据投射位置计算出待测物的折射率n_x。

所述装载平台优选为设有微调旋钮；

所述微调旋钮，优选为用于调节装载平台处于水平位置。

所述装载平台优选为设有一个以上夹持件和待测物容器，所述待测物容器用于装载所述待测物；

所述夹持件，优选为用于调节待测物容器并固定。

所述装载平台优选为设有调节件；

所述调节件，优选为用于调节待测物容器处于水平位置。

所述待测物容器优选为包括玻璃容器。

所述玻璃容器上端优选为设有可开启式密闭盖；

和/或，

所述玻璃容器的上部和下部优选为分别设有通孔，所述通孔优选为用可开启式密封件密封。

所述玻璃容器的外部优选为套有可打开式遮光件；所述可打开式遮光件在靠近所述光源组件的一侧优选为设有所述光入口；所述可打开式遮光件在靠近所述折射光接收器的一侧优选为设有所述折射光出口；

和/或，

所述玻璃容器优选为设有清洁组件，所述清洁组件优选为用于在所述玻璃容器装载物质前和在所述玻璃容器装载物质前对所述玻璃容器进行清洁处理，并对玻璃容器的清洁度进行检测。

所述光源组件优选为设有光源调节件、光源、所述光入射角θ测量器；

所述光源调节件，优选为用于调节光源的照射方向、和/或照射角度、和/或照射强度，调节后的所述光源发出的所述光优选为满足：所述光经过基准物折射后的折射光在折射光接收器上的落点与所述光经过待测物折射后的折射光在折射光接收器上的落点在一条竖直线上；

所述光入射角θ测量器，优选为用于测量所述光折射前的入射角θ。

所有折射光接收器优选为相互连续摆放，优选为形成一个平面或一个向所述装载平台弯折的弧形面；

和/或，

每一个折射光接收器均配有接收调节件，用于调节所述折射光接收器的位置；

和/或，

所述折射光接收器包括线阵传感器；

和/或，

所述折射率测量仪优选为进一步包括：距离测量器，所述距离测量器用于测量所述光待测物容器包含入射点的入射面和包含出射点的出射面之间的距离D。

所述入射面和出射面相互平行；

和/或，

所述电子处理模块，优选为进一步用于计算所述光经过基准物折射后的折射光在折射光接收器上的落点与所述光经过待测物折射后的折射光在折射光接收器上的落点的位移差ΔS_x，所述电子处理模块计算折射率n_x优选为满足以下条件，N为空气的折射率，n₀为基准物的折射率：

接下来将对本实用新型进行详细描述：

如图1，所示，本实用新型提供一种折射率测量仪，包括：光源组件、装载平台、一个以上的折射光接收器3、电子处理模块4；

所述光源组件位于所述装载平台的一侧，用于向待测物发射光；

所述装载平台用于装载待测物，所述待测物用于接收所述光；

所述一个以上的折射光接收器3位于所述装载平台的另一侧，用于接收所述光经过待测物折射后的折射光、记录所述折射光的投射位置；

所述电子处理模块4用于根据投射位置计算出待测物的折射率n_x。

其中，

光源组件位于所述装载平台的一侧，用于向待测物发射光；包括了：光源1调节件、光源1、光入射角θ测量器；

其中光源1可以采用激光光源1或日光灯光源1或其他光源1，为了达到较好的折射效果，通常配有光源1调节件，对光的强度、照射方向、照射角度等进行调节，从而使所述光源1发出的所述光优选为满足：所述光经过基准物折射后的折射光在折射光接收器3上的落点与所述光经过待测物折射后的折射光在折射光接收器3上的落点在一条竖直线上；进而方便对两个落点的相对位置进行计算，并提高折射率测量的准确性。

光入射角θ在存在待测物容器2的时候可以选择光源1到待测物容器2靠近光源1一侧的光线与水平线的夹角，如果直接对待测物进行测量，那么入射角为光源1到待测物靠近光源1一侧的光线与水平线的夹角。

根据折射光的原理，待测物容器不会对待测物的折射率产生影响，通常选择采用待测物容器承装待测物之后进行折射率测量。

装载平台，装载平台用于装载待测物容器2，为了提高折射率的计算准确性，通常对装载平台的水平情况，待测物容器2的水平情况(放置情况)具有较高的要求，待测物如果为液体，还要保证液体在待测物容器2中的稳定情况，如果不稳定的情况下进行测量会影响折射率的准确性，因此需要在稳定的情况下进行测量。

装载平台的水平情况优选为通过微调旋钮5进行调节，其中微调旋钮可以为多个，比如1个、2个、3个、4个或等多个；待测物容器2的固定和放置优选为通过夹持件6进行固定，夹持件6可以活动、旋转从而方便待测物容器2和/或待测物从装载平台上取下或放上，并在装载平台上调整放置位置，以方便入射光的入射并达到理想的出射效果。

待测物容器2和/或待测物的水平情况优选为通过调节件进行微型调节，调节件为活动性调节件，提高折射率的准确性。

由于待测物包括至少三种状态：气态、液态、固态，当气态和液态的情况下需要待测物容器2进行辅助测量。气态或液态物质可以通过打开待测物容器2上端的可打开式密闭盖放入待测物容器2中，也可以通过开于待测物容器2上部和下部的通孔送入待测物容器2，其中通孔需要用可打开式密封件密封，从而保证待测物的纯净性和密封效果。当待测物为固态时，可以借助待测物容器2，也可以直接测量。

为了保证折射率的测量不受环境影响，可以在待测物容器2的外部套上可打开式遮光件，所述可打开式遮光件在靠近所述光源组件的一侧优选为设有所述光入口；所述可打开式遮光件在靠近所述折射光接收器3的一侧优选为设有所述折射光出口；从而能保证光能够穿过并顺利的发生折射并且折射光照射到折射光接收器3上。

待测物容器2可以始终使用一个，基准物和待测物可以从待测物容器2中替换，为了提高折射率的准确性，在待测物容器2中装载物质前和后都需要对其进行清洁，因此需要在待测物容器2中设置清洁组件，所述清洁组件优选为用于在所述玻璃容器装载物质前和在所述玻璃容器装载物质前对所述玻璃容器进行清洁处理，并对玻璃容器的清洁度进行检测。

所有折射光接收器3优选为相互连续摆放，优选为形成一个平面或一个向所述装载平台弯折的弧形面；连续摆放能够使折射光能够达到折射光接收器3并在折射光接收器3上形成光点；如果连续摆成一个弧形面，也能够提高折射光接收器3的接收效果，并缩短折射光在传输过程中的光损失；折射光接收器3的选择原则基本上为沿竖直方向设有刻度的接收屏或光感接收器或者线阵传感器，能够接收或感觉到光点，从而记录光点的位置，由于基准物和待测物的位移有可能极小，需要通过出射光落点的像素改变值来计算，因此沿竖直方向设有刻度的接收屏不算是较好的选择，线阵传感器较为优选，线阵传感器的高灵敏性能够提高本实用新型折射光测量仪的灵敏度，灵敏度达到10^-5～10^-6，线阵传感器可以在工作中不断扫描、读数、实现折射率的在线测量、实时监控，充分提高了测量的工作效率。

折射光接收器可以为一个以上，每一个折射光接收器均优选为配有一个接收调节件，用于调节所述折射光接收器的位置；

折射光接收器3也可以优选为一个，通过调节接收调节件可以改变折射光接收器的位置，进而到达理想的接收效果。

所述折射率测量仪优选为进一步包括：距离测量器，所述距离测量器用于测量所述光待测物容器包含入射点的入射面和包含出射点的出射面之间的距离D，所述入射面和出射面相互平行。

折射光接收器3可以将记录的光点位置通过有线或无线方式传送给电子处理模块4，也可以通过人为从折射光接收器3中读取光点位置后，人为输入到电子处理模块4。

所述电子处理模块4，优选为进一步用于计算所述光经过基准物折射后的折射光在折射光接收器3上的落点与所述光经过待测物折射后的折射光在折射光接收器3上的落点的位移差ΔS_x，

所述电子处理模块计算折射率n_x优选为满足以下条件，N为空气的折射率，n₀为基准物的折射率：

通过本实用新型提供的折射率测量仪，能够达到如下的有益效果：

1.准确提高折射率测量仪的测量范围。本实用新型包括：光源组件、装载平台、一个以上的折射光接收器、电子处理模块；所述光源组件位于所述装载平台的一侧，用于向待测物发射光；所述装载平台用于装载待测物，所述待测物用于接收所述光；所述一个以上的折射光接收器位于所述装载平台的另一侧，用于接收所述光经过待测物折射后的折射光、记录所述折射光的投射位置；所述电子处理模块用于根据投射位置计算出待测物的折射率n_x。其中装载平台可以装载各种待测物，通过折射光接收器和电子处理模块对折射光的照射位置进行记录并处理可以完成不同状态待测物的折射率测量，从而提高了折射率测量仪的测量范围。

2.提高折射率的准确性。光源组件中的光源调节件可以对光源的照射强度、照射方向、照射角度进行调节，调节后的所述光源发出的所述光优选为满足：所述光经过基准物折射后的折射光在折射光接收器上的落点与所述光经过待测物折射后的折射光在折射光接收器上的落点在一条竖直线上，并通过电子处理模块计算位移差ΔS_x，从而通过折射光的位移量来测量折射率，没有基于折射率引起的光线位置的变化，本实用新型中折射光接收器优选线阵传感器，其高灵敏性能够提高本实用新型折射光测量仪的灵敏度，灵敏度达到10^-5～10^-6。

3.效率高，成本低。本实用新型仅包括光源组件、装载平台、一个以上的折射光接收器、电子处理模块，无需采用多个透镜，整体结构简单，因此成本较低，而且本实用新型中折射光接收器优选线阵传感器，线阵传感器可以在工作中不断扫描、读数、实现折射率的在线测量、实时监控，充分提高了测量的工作效率。

本实用新型提供的各种实施例可根据需要以任意方式相互组合，通过这种组合得到的技术方案，也在本实用新型的范围内。

显然，本领域技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种折射率测量仪，其特征在于，包括：光源组件、装载平台、一个以上的折射光接收器、电子处理模块；

所述光源组件位于所述装载平台的一侧，用于向待测物发射光；

所述装载平台用于装载待测物，所述待测物用于接收所述光；

所述一个以上的折射光接收器位于所述装载平台的另一侧，用于接收所述光经过待测物折射后的折射光、记录所述折射光的投射位置；

所述电子处理模块用于根据投射位置计算出待测物的折射率n_x。

2.如权利要求1所述的折射率测量仪，其特征在于，所述装载平台设有微调旋钮；

所述微调旋钮，用于调节装载平台处于水平位置。

3.如权利要求1所述的折射率测量仪，其特征在于，所述装载平台设有一个以上夹持件和待测物容器，所述待测物容器用于装载所述待测物；

所述夹持件，用于调节待测物容器并固定。

4.如权利要求3所述的折射率测量仪，其特征在于，所述装载平台设有调节件；

所述调节件，用于调节待测物容器处于水平位置。

5.如权利要求3所述的折射率测量仪，其特征在于，所述待测物容器包括玻璃容器。

6.如权利要求5所述的折射率测量仪，其特征在于，所述玻璃容器上端设有可开启式密闭盖；

和/或，

所述玻璃容器的上部和下部分别设有通孔，所述通孔用可开启式密封件密封。

7.如权利要求5所述的折射率测量仪，其特征在于，所述玻璃容器的外部套有可打开式遮光件；所述可打开式遮光件在靠近所述光源组件的一侧设有所述光入口；所述可打开式遮光件在靠近所述折射光接收器的一侧设有所述折射光出口；

和/或，

所述玻璃容器设有清洁组件，所述清洁组件用于在所述玻璃容器装载物质前和在所述玻璃容器装载物质前对所述玻璃容器进行清洁处理，并对玻璃容器的清洁度进行检测。

8.如权利要求1-7任一项所述的折射率测量仪，其特征在于，所述光源组件设有光源调节件、光源、光入射角θ测量器；

所述光源调节件，用于调节光源的照射方向、和/或照射角度、和/或照射强度，调节后的所述光源发出的所述光满足：所述光经过基准物折射后的折射光在折射光接收器上的落点与所述光经过待测物折射后的折射光在折射光接收器上的落点在一条竖直线上；

所述光入射角θ测量器，用于测量所述光折射前的入射角θ。

9.如权利要求1-7任一项所述的折射率测量仪，其特征在于，所有折射光接收器相互连续摆放，形成一个平面或一个向所述装载平台弯折的弧形面；

和/或，

每一个折射光接收器均配有接收调节件，用于调节所述折射光接收器的位置；

和/或，

所述折射光接收器包括线阵传感器；

和/或，

所述折射率测量仪进一步包括：距离测量器，所述距离测量器用于测量所述光待测物容器包含入射点的入射面和包含出射点的出射面之间的距离D。

10.如权利要求9所述的折射率测量仪，其特征在于，所述入射面和出射面相互平行；

和/或，

所述光源组件设有光入射角θ测量器，所述光入射角θ测量器，用于测量所述光折射前的入射角θ；所述电子处理模块，进一步用于计算所述光经过基准物折射后的折射光在折射光接收器上的落点与所述光经过待测物折射后的折射光在折射光接收器上的落点的位移差ΔS_x，所述电子处理模块计算折射率n_x满足以下条件，N为空气的折射率，n₀为基准物的折射率：

$n_x=\sqrt{\frac{1}{{(\frac{\mathrm{\Δ}{S}_x}{\mathrm{DN}\sin \mathrm{\θ}}+\frac{1}{\sqrt{{n_0}^2-N^2{\sin }^2\mathrm{\θ}}})}^2}+N^2{\sin }^2\mathrm{\θ}}.$

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