CN2056251U - 激光散射光强的测试装置 - Google Patents

Abstract

所属技术领域：光散射强度的测定装置。

本装置公开了一种既能用光电转换精确测量、又能用目视比较测量激光照射液体后散射光强角分布曲线的实用装置，为研究液体颗粒的大小、饮料质量的优劣等提供了有效手段。

它由激光器，激光电源，光强调节器，测试暗盒，标定盘光电转换，数字显示与信息处理系统6和样品池12组成。

Description

本发明属于光散射强度的测定装置。

通过检测激光照射液体后在各方向上散射光的强度，来研究液体颗粒的大小、饮料的味道等特性，是一种有效的手段。对此，P.J.Wyatt在《APPLIED  OPTICS》Vol.21，No.14，2471（1982）“The  taste  of  things·to  come”中，王效敬等人在《应用激光》Vol.7，No.5，229（1987）“用激光品尝黄酒”中都有论述。他们都采用转换成电信号的办法测光强。目前，既能目视比较测量、又能光电转换测量激光散射光强度的装置，国内外还没有看到。

本发明的目的就是提供一种既能用光电转换精确测量、又能用目视比较测量激光照射液体后散射光强角分布曲线的实用装置。

本装置由激光器1，激光电源2，光强调节器3，测试暗盒4，标定盘5，光电转换、数字显示与信息处理系统6和样品池12组成，见［图1］。1、2能保证在测试时间内提供一稳定的光强，3可使入射光强连续调节并指示出其值大小，以满足精密测量的需要。被测液体样品放于4内，散射光强由5或6记录。

［图2］是目视比较测量时的原理图。与［图1］比较，它省去了复杂的光电转换、数字显示与信息处理系统6和光强调节器3，大大地降低了成本。也就是，它仅由激光器1、激光电源2、测试暗盒4、标定盘5和样品池12组成。

测试暗盒4和标定盘5的组成参见［图3］、［图4］和［图5］。［图3］是摘去暗盒盖7以后的俯视图，［图4］是侧视剖图。由［图3］、［图4］可以看出：测试暗盒4主要由暗盒壁8，暗盒盖7，半圆周窗口25，转动遮光圈16，转动臂13，套筒光栏9、14，样品台10，角度标尺17，入射光孔19等构成。盛被测液体的样品池12放在样品台10上，固定螺丝11将样品台10和暗盒底部紧固在一起，入射光经过入射光孔19和与暗盒壁8固定在一起的套筒光栏9之后射到被测样品上。为了能在与入射光成0～180°夹角的范围内观测散射光强，暗盒壁8上开有一定宽度且与底部平行的半圆周窗口25，窗口上方有角度标尺17，标定盘5、套筒光栏14、转动遮光圈16都与转动臂13固定在一起，13能够绕底面中心固定轴20转动。转动遮光圈16是一个圆柱侧面形的圈，其宽度大于窗口25，圈上唯一的通光孔15正对着套筒光栏14的轴线，圈能紧贴暗盒壁8转动。在与窗口对应的另外半周上，圈被定位卡18限位，只能在一定的高度上转动。样品池12是个本身带有光阱的容器，除光阱部分的外表面被黑色物体26包围外，容器的其它部分都是透明的，见［图6］。光阱的作用是消除或减弱入射光在容器里的多次反射，使由样品被观测部位检测到的光主要是散射光而不是反射光。标定盘5的正视图见［图5］，它有n个小孔，除0号小孔可以直接透过散射光外，其它1至（n－1）号孔内依次嵌放有一层、二层、三层……（n－1）层特制的滤光片，n值可按需设定，［图5］绘出了n＝24的情况。标定盘5可以绕固定轴23自由转动，以选适当的小孔对准被检测的样品。也可以将标定盘5做成直尺形的，使滤光片的层数逐一增加，滑动直尺进行比较测量。无论圆形，还是直尺形，测试时都是以滤光片的层数（或厚度）代表被测散射光的强度。

利用本装置精密测量液体散射光强的角分布曲线时，首先要调好入射光强，将样品放置好，并将［图1］中6内含有的光电探测器经标定盘上0号小圆孔、套筒光栏14等对准被测部位，然后记录下指针式固定板22转到不同角度时对应的散射光强值。

利用本装置进行目视测量的方法有多种，其中之一是这样进行的：首先把标定盘5的0号孔与套筒光栏14等对准被测部位，目视，此时能清晰看见散射光，旋转标定盘5，使装有不同层特制滤光片的小孔渐次对准被测部分，直至在某一小孔位置观察时恰好看不到散射光，此时记下该孔的标号及指针式固定板22上指针所指出的角度，滤光片的层数即能代表散射光的强度。旋动转动臂13，重复上述测量就可得到被测样品的散射光强角分布曲线。比较一系列的曲线，就可判断出试样中颗粒度的大小和饮料质量的优劣。

优点和积极效果：

测试暗盒的设计成功，使得原来在暗室内进行的光学测量，可在非暗室条件下完成，给用户带来了很大的方便。测试时采用一批简单易制的带光阱的样品池，能迅速比较各种样品的特性，并能有效地消除或减弱入射光在样品池内因反射造成的影响。我们曾用目视比较法测量了白酒中若干种曲酒的散射光强角分布曲线，比较这些曲线，明显可以看到经过自然陈化或是催化剂催陈以及麦饭石处理的酒都比新制出的酒好得多，还看到酒的质量与水和工艺条件有关，分析结果和评酒员的结论基本一致。因此，本装置为检测和控制工业生产中饮料的质量提供了一种手段。

附图说明：

1.激光器    2.激光电源    3.光强调节器

4.测试暗盒    5.标定盘

6.光电转换、数字显示与信息处理系统

7.暗盒盖    8.暗盒壁    9.套筒光栏

10.样品台    11.固定螺丝    12.带光阱的样品池

13.转动臂    14.套筒光栏    15.通光孔

16.转动遮光圈    17.角度标尺    18.定位卡

19.入射光孔    20.固定轴    21.固定螺丝

22.指针式固定板    23.固定轴    24.滤光片

25.半圆周窗口    26.黑色物体

实施例：

激光器1、激光电源2、光强调节器3，以及光电转换、数字显示与信息处理系统6均采用已有技术。激光电源2和激光器1要配套，并保证在测试时间内提供一稳定的光强，我们采用的是市售QJHP－50A型氦氖激光器。光强调节器3，采用相应的偏振片及激光功率计。在精密测量时，光电转换、数字显示与信息处理系统6，采用光电倍增管接收、经微电流放大器放大后数字显示出被测光强的数值并送入微机对数据进行记录处理的方法。

Claims (1)

1. 一种既能用目视比较测量、又能用光电转换精确测量激光照射液体后散射光强角分布曲线的装置，由激光器1，激光电源2，光强调节器3，测试暗盒4，标定盘5，光电转换、数字显示与信息处理系统6和样品池12组成。其特征在于：                                    A.测试暗盒4主要由暗盒壁8，暗盒盖7，半圆周窗口25，转动遮光圈16，转动臂13，套筒光栏9、14，样品台10，角度标尺17，入射光孔19等构成。

   B.标定盘5为带有n个小孔的圆盘，小孔内依次嵌放有1至（n-1）层特制的滤光片。测试时以滤光片的层数（或厚度）代表被测散射光的强度。

   C.测试时采用带光阱的样品池12，样品池除光阱部分的外表面被黑色物体包围外，其它部分都是透明的。

   D.在目视比较测量时，装置由激光器1、激光电源2、测试暗盒4、标定盘5和样品池12组成。

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