CN204177734U - 一种折射旋光一体仪的光学系统 - Google Patents

Abstract

一种折射旋光一体仪的光学系统，它包括折射光学系统和旋光光学系统，其特征在于：所述折射光学系统和旋光光学系统共用棱镜样品槽(1)。本实用新型直接利用计算的方式得到旋光度，减小了设备的体积，提高了测量的速度，整个设备没有运动部件，仪器使用寿命长。

Description

一种折射旋光一体仪的光学系统

技术领域

本实用新型属于物质分析仪器技术领域，具体讲就是涉及一种折射旋光一体仪的光学系统，能够满足在一台仪器上测量物质折射率或旋光度来分析物质成分的目的。

背景技术

折射仪是是利用光线测试液体浓度的仪器，用来测定折射率、双折率、光性，折射率是物质的重要物理常数之一。许多纯物质都具有一定的折射率，物质如果其中含有杂质则折射率将发生变化，出现偏差，杂质越多，偏差越大。折射仪主要由高折射率棱镜(铅玻璃或立方氧化锆)、棱镜反射镜、透镜、标尺(内标尺或外标尺)和目镜等组成。折射仪有手持式折光仪、糖量折光仪、蜂蜜折光仪、宝石折光仪、数显折光仪、全自动折光仪及在线折光仪等。折射仪广泛应用于制糖、制药、石油、食品、化工等工业部门及有关高等院校和科研单位。

旋光仪是测定物质旋光度的仪器，通过旋光度的测定，可以分析确定物质的浓度、含量及纯度等。广泛应用于制糖、制药、石油、食品、化工等工业部门及有关高等院校和科研单位。

现实市场上有的物质只适合用折射仪来分析其成分，有的物质只适合用旋光仪来分析其物质成分，随着工业的发展，越来越多的行业的原材料同时需用利用折射仪和旋光仪来检测分析他们各自的产品。但现在没有一台仪器能够既具有利用折射率来分析物质成分又同时能够利用物质的旋光度来分析物质的成分，或者即使有这两种集成的一体化设备，体积也十分庞大，携带不便。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对现有折射旋光一体仪的体积过于庞大，不易携带的技术缺陷，提供一种折射旋光一体仪的光学系统，直接利用计算的方式得到旋光度，减小了设备的体积，提高了测量的速度。

技术方案

为了实现上述技术目的，本实用新型设计一种折射旋光一体仪的光学系统，它包括折射光学系统和旋光光学系统，其特征在于：所述折射光学系统和旋光光学系统共用棱镜样品槽；

所述折射光学系统包括多波长LED光源，多波长LED光源发出的依次单色光射入第一消色差聚光透镜后出射成像在棱镜样品槽槽底和被测物体的接触面上，并产生全反射现象，反射图像照射在线阵CCD采集系统敏感面上，形成黑白图像，所述多波长LED光源受ARM控制器控制依次发出不同波长光；

所述旋光光学系统包括LED光源，所述LED光源发出的光经第二消色差聚光透镜变成细平行光束出射后射到起偏镜变成线偏振光射出，射出的线偏振光射入干涉滤光片变成波长为单色光束后射出，单色光束穿过装有被测物体的棱镜样品槽上部空槽部分，得到旋转一定角度的偏振光射出，射出光由偏振分光棱镜分成两束正交的偏振光，最后分别照射在第一硅光电池和第二硅光电池上，所述第一硅光电池和第二硅光电池受ARM控制器控制。

进一步，所述棱镜样品槽包括下部实心的台锥体棱镜，所述台锥体棱镜的大端面与矩形空心平面镜结合在一起。

进一步，所述棱镜样品槽的折射率大于2。

有益效果

本实用新型提供的一种折射旋光一体仪的光学系统，直接利用计算的方式得到旋光度，减小了设备的体积，提高了测量的速度，整个设备没有运动部件，仪器使用寿命长。

附图说明

附图1是本实用新型中折射光学系统结构示意图。

附图2是本实用新型中旋光光学系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型做进一步说明。

实施例

如附图1和2所示，一种折射旋光一体仪的光学系统，它包括折射光学系统和旋光光学系统，其中，所述折射光学系统和旋光光学系统共用棱镜样品槽1。

具体的，所述折射光学系统包括多波长LED光源2，多波长LED光源2发出的依次单色光射入第一消色差聚光透镜3后出射成像在棱镜样品槽1槽底和被测物体1a的接触面上，并产生全反射现象，反射图像照射在线阵CCD采集系统4敏感面上，形成黑白图像，所述多波长LED光源2受ARM控制器5控制依次发出不同波长光；

所述旋光光学系统包括LED光源6，所述LED光源6发出的光经第二消色差聚光透镜7变成细平行光束出射后射到起偏镜8变成线偏振光射出，射出的线偏振光射入干涉滤光片9变成波长为单色光束后射出，单色光束穿过装有被测物体的棱镜样品槽1上部空槽部分，得到旋转一定角度的偏振光射出，射出光由偏振分光棱镜10分成两束正交的偏振光，最后分别照射在第一硅光电池11和第二硅光电池12上，所述第一硅光电池12和第二硅光电池12受ARM控制器5控制。所述棱镜样品槽1包括下部实心的台锥体棱镜101，所述台锥体棱镜101的大端面与矩形空心平面镜102结合在一起。所述棱镜样品槽1的折射率大于2。

本实用新型的工作原理：由多波长LED光源发出的依次单色光经消色差聚光透镜成像在棱镜样品槽和被测物体的接触面上，并产生全反射现象，反射图像最后照射在线阵CCD采集系统敏感面上，形成黑白图像；ARM控制器控制多波长LED光源按波长依次发光；对于每一个波长，ARM控制器控制线阵CCD采集系统采集一幅被测物体的全反射图像，用于确定全反射角，计算被测物体对应波长的折射率，同时控制旋光测量部分光学系统测量样品的旋光度。旋光测量部分的是由LED光源发出的光经消色差聚光透镜变成细平行光束经起偏镜变成线偏振光，再经干涉滤光片变成波长为589.3nm的单色光束后，通过装有被测物体的棱镜样品槽，得到旋转一定角度的偏振光，由偏振分光棱镜分成两束正交的偏振光，最后分别照射在两个相同的硅光电池上，由ARM控制器控制光电采集系统得到两个光强I₁，I₂，旋光度α的计算公式：

$\mathrm{\α}=a\tan \left(\frac{I_1}{I_2}\right)$

最后ARM控制触摸液晶彩屏实现被测物体所有波长的折射率和旋光度的显示。

本实用新型提供的一种折射旋光一体仪的光学系统，直接利用计算的方式得到旋光度，减小了设备的体积，提高了测量的速度，整个设备没有运动部件，仪器使用寿命长。

Claims (3)

1.一种折射旋光一体仪的光学系统，它包括折射光学系统和旋光光学系统，其特征在于：所述折射光学系统和旋光光学系统共用棱镜样品槽(1)；

所述折射光学系统包括多波长LED光源(2)，多波长LED光源(2)发出的依次单色光射入第一消色差聚光透镜(3)后出射成像在棱镜样品槽(1)槽底和被测物体的接触面上，并产生全反射现象，反射图像照射在线阵CCD采集系统(4)敏感面上，形成黑白图像，所述多波长LED光源(2)受ARM控制器(5)控制依次发出不同波长光；

所述旋光光学系统包括LED光源(6)，所述LED光源(6)发出的光经第二消色差聚光透镜(7)变成细平行光束出射后射到起偏镜(8)变成线偏振光射出，射出的线偏振光射入干涉滤光片(9)变成波长为单色光束后射出，单色光束穿过装有被测物体的棱镜样品槽(1)上部空槽部分，得到旋转一定角度的偏振光射出，射出光由偏振分光棱镜(10)分成两束正交的偏振光，最后分别照射在第一硅光电池(11)和第二硅光电池(12)上，所述第一硅光电池(11)和第二硅光电池(12)受ARM控制器(5)控制。

2.如权利要求1所述的一种折射旋光一体仪的光学系统，其特征在于：所述棱镜样品槽(1)包括下部实心的台锥体棱镜(101)，所述台锥体棱镜(101)的大端面与矩形空心平面镜(102)结合在一起。

3.如权利要求1活所述的一种折射旋光一体仪的光学系统，其特征在于：所述棱镜样品槽(1)的折射率大于2。