[发明专利]探头式液体折射率在线实时检测装置

说明书

技术领域

本发明属于利用光学手段，即利用红外光，可见光或紫外光来测试或分析材料技术领域，具体涉及到利用干涉量度法，利用纹影方法测试液体的折射率。

背景技术

液体折射率作为液体物理性能的重要参数，能反映液体中的物质浓度、成分、比重等量值，因此液体折射率的实时在线测量，在相关工业生产过程控制监测中具有重要意义，也是目前专业技术人员仍在研究的一个重要问题。迄今为止，液体折射率的测量可分为几何光学法和波动光学法两大类。几何光学法仪器构成简单、操作方便、测量条件要求低，且测量精度能满足要求，因此目前几何光学法测量折射率的应用更广泛。

专利号为ZL201010118898.4、发明名称为《液体折射率实时检测装置及在线检测方法》的中国发明专利，针对阿贝折射仪和相关专利技术用于液体折射率实时动态监测方面的不足，基于光的全反射光阑效应，采用对点光源在平板玻璃和液体界面上的全反射，所形成的与液体折射率相关的圆形暗斑直径的测量，计算液体的折射率，较好地解决了液体折射率的实时检测问题。但该专利存在如下问题：首先，由于单根光纤形成的点光源的光强度小，因而形成的圆形暗斑边界处光衬度较小，测量难度相对较大；其次，圆形暗斑直径的测量较矩形暗斑宽度的测量，容易产生较大的偏差；再者，圆形暗斑的大小与玻璃的厚度有关，圆形暗斑越大，玻璃厚度越厚，因而增加了探头的重量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述液体折射率测量装置的不足，提供一种结构简单、操作方便、图像边界清晰、测量精度高的探头式液体折射率在线实时检测装置。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在不透光的壳体内下端设置有图像显示玻璃，壳体内上端设置有半导体激光器和CCD摄像头，半导体激光器的输出端通过光纤与图像显示玻璃联接，CCD摄像头的输出端通过电缆与计算机相连。上述的图像显示玻璃为：图像显示玻璃下表面为V形槽形结构，V形槽的两侧面为光学面，V形槽的两侧面以图像显示玻璃的对称平面相对称，图像显示玻璃的上表面为平面，图像显示玻璃上表面有位于V形槽顶线正上方、与V形槽顶线相平行的透光带，V形槽顶线与透光带的中心线在同一个垂直平面内，透光带的几何中心与CCD摄像头的中心线相重合，透光带为光学面，其余部分为毛化面。本发明的光纤为光导纤输光带；在图像显示玻璃上表面透光带正上方设置有宽度与透光带宽度相同的狭缝，光导纤输光带的出光端设置在图像显示玻璃上的狭缝内、进光端设置在半导体激光器的激光输出端。

本发明的图像显示玻璃下表面V形槽两侧面的夹角θ为140°～160°，图像显示玻璃上表面透光带的宽度为0.5～1mm。

本发明的图像显示玻璃的V形槽顶线到图像显示玻璃上表面的距离h为3～5mm。

本发明的光导纤输光带为：在光纤套内设置有排列成一排的光导纤维束，光导纤维的上部排列成圆柱形光导纤维束设置在与半导体激光器的激光输出端相联的光纤架上，每根光导纤维的下端面加工成球面形设置在显示玻璃透光带的正上方。

本发明的CCD摄像头的像素为2048×2048。

本发明的图像显示玻璃采用上表面为平面、下表面为V形槽结构，上表面上有位于V形槽顶线正上方、与V形槽顶线相平行的透光带，V形槽顶线与透光带的中心线在同一个垂直平面内，透光带为光学面，其余部分为毛化面，图像显示玻璃的透光带上设置宽度与透光带宽度相同的狭缝，并采用了光导纤输光带，光导纤输光带的出光端用光纤胶粘接在狭缝内图像显示玻璃上、进光端设置在半导体激光器的激光输出端，所形成的图像为矩形暗斑，图像边界清晰，与圆形暗斑相比，提高了测量精度。本发明具有设计合理、结构简单、使用方便、抗干扰能力强、测量精度较高等优点，可用于液体的折射率的实时在线检测。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1中图像显示玻璃6的结构示意图。

图4是图1中光导纤输光带3的结构示意图。

图5是采用本发明测量煤油折射率的矩形暗斑图像。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

在图1中，本实施例的探头式液体折射率在线实时检测装置由计算机1、壳体2、光导纤输光带3、CCD摄像头4、狭缝5、图像显示玻璃6、半导体激光器7联接构成。