CN204666507U - 一种新型全自动阿贝折射仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种新型全自动阿贝折射仪，包括光源、进光棱镜、反光棱镜、摆动反射镜、两个成对的阿米西棱镜、聚光透镜，还包括位于聚光透镜出射光方向的图像传感器、驱动摆动反射镜摆动的第一旋转电机和驱动阿米西棱镜摆动的第二旋转电机，所述第一旋转电机和第二旋转电机均是设有编码盘的伺服电机，第一旋转电机、第二旋转电机和图像传感器连接中央控制模块，中央控制模块还连接有显示装置。本结构中将传统需人工操作的折射仪改为全自动方式，大大提高了检测折射率和色散率的效率和精度。
Description
技术领域
本实用新型主要涉及液体或者固体的折射率光学测量技术领域，具体是一种新型全自动阿贝折射仪。
背景技术
折射率是透明物质的一个重要的光学常识。许多纯物质都有一定的折射率，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，因此通过折射率的测定，可以测定物质的浓度等特性。阿贝折射仪是根据全反射的原理设计的一种专门用于测量透明或半透明液体及固体的折射率和色散率的仪器，其采用一块高折射率棱镜作为标准棱镜，待测样品紧贴于其表面，当光从棱镜内射向样品表面时，入射角达到一定值时光将发生全反射，不再进入样品；反之，当样品中的光以各种可能的入射角向棱镜入射时，折射角将有一个极限值，测定极限折射角及棱镜顶角，运用标准棱镜的折射率值便可计算出样品的折射率值。
现有的阿贝折射仪结构主要包括进光棱镜、折射棱镜、摆动反射镜、消色散棱镜组、聚光镜、目镜、读数物镜、调节手轮等组成，使用该折射仪时需人工瞄准临界线，读取测试数据，因此传统的阿贝折射仪具有如下缺点：
由于是人工操作，因此存在测量时间长，操作复杂，人工瞄准存在误差的缺点；现有的阿贝折射仪采用自然光作为照明，采用阿米西棱镜消色散技术，每次测量时都要转动两块阿米西棱镜来消除色散，阿米西棱镜的光轴随着转动而偏离主光轴，从而改变黑白分界线的位置，最终影响仪器精度；利用白光做光源，色散导致暗区到亮区的过渡过宽，使变化不锐，既影响仪器精度提高，也使仪器的功耗增大。
实用新型内容
为解决目前技术的不足，本实用新型结合现有技术，从实际应用出发，提供一种新型全自动阿贝折射仪，新结构中将传统需人工操作的折射仪改为全自动方式，大大提高了检测折射率和色散率的效率和精度。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种新型全自动阿贝折射仪，包括光源、进光棱镜、反光棱镜、摆动反射镜、两个成对的阿米西棱镜、聚光透镜，还包括位于聚光透镜出射光方向的图像传感器、驱动摆动反射镜摆动的第一旋转电机和驱动阿米西棱镜摆动的第二旋转电机，第一旋转电机、第二旋转电机和图像传感器连接中央控制模块，中央控制模块还连接有显示装置。
所述第一旋转电机和第二旋转电机均是设有编码盘的伺服电机。
所述摆动反射镜固定在一带齿的弧形板上，第一旋转电机的输出轴上设有一齿轮，所述齿轮与弧形板上的齿相啮合。
两个所述阿米西棱镜分别固定在第一锥齿轮和第二锥齿轮上，第二旋转电机的输出轴上设有驱动轮，所述驱动轮分别与第一锥齿轮和第二锥齿轮相啮合。
所述光源是LED光源。
所述图像传感器是CCD或CMOS摄像头。
所述显示装置是液晶显示器。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型采用图像传感器配合中央控制模块以及第一旋转电机替代了原有人眼瞄准明暗视场分界线，采用自动摆动反射镜、计算机计算折射率的方式，大大提高了检测折射率的效率和精度；本实用新型使用图像传感器配合中央控制模块以及第二选择电机替代了原有人眼判断消除色散情况，采用自动转动阿米西棱镜组、计算机计算色散率的方式，大大提高了检测色散率的效率和精度。
2、本实用新型中第一旋转电机和第二旋转电机与摆动反射镜和阿米西棱镜的连接结构简单、便于拆装。
3、本实用新型中采用LED光源代替原有的自然光源，使测量光强度稳定，从而提高测量精度。
4、本实用新型中采用CCD或CMOS摄像头具有较高的清晰度和测量精度。
附图说明
附图1是本实用新型的总体结构示意图；
附图2是本实用新型的第一旋转电机驱动方式示意图；
附图3是本实用新型的第二旋转电机驱动方式示意图。
附图中所示标号：1、光源；2、进光棱镜；3、反光棱镜；4、摆动反射镜；5、阿米西棱镜；6、聚光透镜；7、图像传感器；8、第二旋转电机；9、第一旋转电机；10、中央控制模块；11、显示装置；12、弧形板；13、齿轮；14、第一锥齿轮；15、第二锥齿轮；16、驱动轮。
具体实施方式
结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如附图1所示，一种新型全自动阿贝折射仪，包括光源1、进光棱镜2、反光棱镜3、摆动反射镜4、两个成对的阿米西棱镜5、聚光透镜6，还包括位于聚光透镜6出射光方向的图像传感器7、驱动摆动反射镜4摆动的第一旋转电机9和驱动阿米西棱镜5摆动的第二旋转电机8，作为一种优选方案，图像传感器7采用CCD或CMOS摄像头、第一旋转电机9和第二旋转电机8采用设有编码盘的伺服电机，第一旋转电机9、第二旋转电机8和图像传感器7连接中央控制模块10，中央控制模块10还连接有显示装置11。
本实用新型的具体工作原理如下：
与传统的阿贝折射仪结构类似，在进光棱镜2和反光棱镜3之间有一细小均匀的狭缝，进光棱镜2靠近狭缝的这一面为磨砂面，被测的液体或固体放在此狭缝中，当由光源1产生的光摄入到进光棱镜2时，便在磨砂面产生漫反射，使被测液体或固体内有各种不同角度的入射光，各种不同角度的入射光经过反光棱镜3产生一束折射角大于入射角的光线，从而形成明暗视场；第一旋转电机9由中央控制模块10控制，通过第一旋转电机9调节摆动反射镜4的角度，将该明暗视场反射入CCD或CMOS摄像头7，其中第一旋转电机9和摆动反射镜4之间的连接如图2所示，是将摆动反射镜4固定在一带齿的弧形板12上，第一旋转电机9的输出轴上设有一齿轮13，齿轮13与弧形板12上的齿相啮合，当第一旋转电机9转动时，由齿轮13驱动弧形板12转动一定角度以此改变摆动反射镜4的角度；由于第一旋转电机9上设有编码器因此可以记录摆动反射镜4摆动的角度数值，当CCD或CMOS摄像头7检测到明暗视场的边界线位于视场的正中时，将该角度竖直传输入中央控制模块10，中央控制模块10根据该角度计算出该入射光经过反光棱镜3的全发射角度，从而推算出背侧液体或固体的折射率；本结构中使用CCD或CMOS摄像头7配合中央控制模块10以及第一旋转电机9替代了原有人眼瞄准明暗视场分界线，人手旋转摆动反射镜4对准的方式来计算折射率，大大提高了检测折射率的效率和精度；
阿米西棱镜5的作用是产生一可变色散来抵消由于反光棱镜3对于不同被测物体产生的色散，第二旋转电机8由中央控制模块10控制，通过第二旋转电机8调节阿米西棱镜5的摆动角度，其中第二旋转电机8与阿米西棱镜5的连接方式如图3所示，是将两个成对的阿米西棱镜5分别固定在第一锥齿轮14和第二锥齿轮15上，在第二旋转电机8的输出轴上设有一驱动轮16，将驱动轮16分别与第一锥齿轮14和第二锥齿轮15相啮合，那么当第二旋转电机8转动时，由驱动轮16可驱动第一锥齿轮14和第二锥齿轮15转动，以此改变阿米西棱镜5的摆动角度；由于第二旋转电机8上带有编码盘，因此可记录阿米西棱镜5的摆动角度数值，当CCD或CMOS摄像头7检测到产生的影像完全被阿米西棱镜5消除色散时，将该角度数值传输到中央控制模块10，中央控制模块10根据该角度计算出被测液体或固体的色散率；最后中央控制模块10将折射率以及色散率的数值显示在显示装置11上；本结构中采用CCD或CMOS摄像头7配合中央控制模块10以及第二旋转电机8替代了原有人眼判断消除色散情况，人手旋转阿米西棱镜5的方式来计算色散率，大大提高了检测色散率效率和精度。
较佳的，所述光源1是LED光源，使用LED光源代替原有的自然光源，使测量光强度稳定，从而提高测量精度。
实施例：一种新型全自动阿贝折射仪，包括LED光源1、进光棱镜2、反光棱镜3、摆动反射镜4、两个成对的阿米西棱镜5、聚光透镜6，还包括位于聚光透镜6出射光方向的CCD摄像头7、驱动摆动反射镜4摆动的第一旋转电机9和驱动阿米西棱镜5摆动的第二旋转电机8，所述摆动反射镜4固定在一带齿的弧形板12上，第一旋转电机9的输出轴上设有一齿轮13，齿轮13与弧形板12上的齿相啮合，两个所述的阿米西棱镜5分别固定在第一锥齿轮14和第二锥齿轮15上，在第二旋转电机8的输出轴上设有一驱动轮16，将驱动轮16分别与第一锥齿轮14和第二锥齿轮15相啮合，所述第一旋转电机9和第二旋转电机8均是设有编码盘的伺服电机，第一旋转电机9、第二旋转电机8和CCD摄像头7连接中央控制模块10，中央控制模块10还连接有液晶显示器11。本实施例的有益效果：本实施例中的全自动阿贝折射仪可通过自动化控制代替传统的人工调节、计算折射率和色散率的方式，大大提高了检测折射率和色散率的效率和精度。
Claims (7)
1.一种新型全自动阿贝折射仪，包括光源(1)、进光棱镜(2)、反光棱镜(3)、摆动反射镜(4)、两个成对的阿米西棱镜(5)、聚光透镜(6)，其特征在于：还包括位于聚光透镜(6)出射光方向的图像传感器(7)、驱动摆动反射镜(4)摆动的第一旋转电机(9)和驱动阿米西棱镜(5)摆动的第二旋转电机(8)，第一旋转电机(9)、第二旋转电机(8)和图像传感器(7)连接中央控制模块(10)，中央控制模块(10)还连接有显示装置(11)。
2.如权利要求1所述的一种新型全自动阿贝折射仪，其特征在于：所述第一旋转电机(9)和第二旋转电机(8)均是设有编码盘的伺服电机。
3.如权利要求1所述的一种新型全自动阿贝折射仪，其特征在于：所述摆动反射镜(4)固定在一带齿的弧形板(12)上，第一旋转电机(9)的输出轴上设有一齿轮(13)，所述齿轮(13)与弧形板(12)上的齿相啮合。
4.如权利要求1所述的一种新型全自动阿贝折射仪，其特征在于：两个所述阿米西棱镜(5)分别固定在第一锥齿轮(14)和第二锥齿轮(15)上，第二旋转电机(8)的输出轴上设有驱动轮(16)，所述驱动轮(16)分别与第一锥齿轮(14)和第二锥齿轮(15)相啮合。
5.如权利要求1所述的一种新型全自动阿贝折射仪，其特征在于：所述光源(1)是LED光源。
6.如权利要求1所述的一种新型全自动阿贝折射仪，其特征在于：所述图像传感器(7)是CCD或CMOS摄像头。
7.如权利要求1所述的一种新型全自动阿贝折射仪，其特征在于：所述显示装置(11)是液晶显示器。
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|---|---|---|---|---|
| CN108732116A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-11-02 | 大连大学 | 一种开放式吸收光谱仪系统 |
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| CN110455745A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-11-15 | 华南师范大学 | 一种测量液体折射率色散的方法及其应用 |
| CN113414191A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-21 | 沈阳工业大学 | 一种基于可调节的激光清洗光路的装置及清洗方法 |
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