[实用新型]利用表面等离子共振技术高精度测量酒精浓度的装置

说明书

技术领域

 本实用新型涉及化学领域，具体说是一种利用表面等离子共振技术高精度测量酒精浓度的装置。

背景技术

酒精(化学名:乙醇) 是一种被广泛应用的有机化学产品,由于其易挥发、易燃烧,因此快速及安全检测乙醇浓度是化工生产的重要技术之一。较为成熟的测定方法有: F-P 波长干涉法、紫外检测高效液相色谱法、核磁共振法等。目前, SPR （Surface Plasmon Resonance表面等离子体共振）技术用于酒精浓度的测量亦多有报道，有气敏酒精 SPR 传感器,也有用于液相酒精测量的SPR 传感器。但对于SPR 共振角度与酒精浓度之间的对应关系并未给出较为详细而精确的定量结果，因此测量结果不精确。

发明内容

为了克服现有的测量酒精浓度的装置测量结果不精确的不足，本实用新型提供一种利用表面等离子共振技术高精度测量酒精浓度的装置，该装置具有计算机同步控制功能，最大程度减小机械转动造成的测量误差和操作简单等优点。

本实用新型的技术方案是：一种利用表面等离子共振技术高精度测量酒精浓度的装置，包括激光器、倾斜布置的待测样品承载盒、计算机，所述的待测样品承载盒上部置有镀膜棱镜，镀膜棱镜外部置有转台，转台上固定有测量探测器，所述的转台由步进电机控制；所述的激光器与待测样品承载盒在同一水平面上，二者之间依次设有偏振器、半反射半透射镜、小孔，所述的半反射半透射镜与准直探测装置连接；上述的准直探测装置、测量探测器、步进电机均由计算机控制。 

本实用新型具有如下有益效果：由于采取上述方案，该装置由计算机同步控制传感器，来对不同浓度的酒精水溶液进行测定,并对测试数据进行计算处理和曲线拟合,给出了酒精溶液浓度与共振角度之间的函数关系,可实现对未知酒精浓度的测定。该装置的最小转动角度可以达到                                               ，比现有文献记载的精度高出一个量级以上，实现了高精度的测量，该装置还包含了封闭式样品承载盒，避免了酒精的挥发产生的测量误差，也包含了一套自准系统，能够通过计算机自动校正系统的零点。同时该装置具有计算机同步控制功能，最大程度减小机械转动造成的测量误差和操作简单等优点。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图。

图中1－激光器，2－小孔，3－偏振器，4－半反射半透射镜，5－准直探测装置，6－测量探测器，7－转台，8－镀膜棱镜，9－待测样品，10－步进电机，11－计算机。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

由图1所示，一种利用表面等离子共振技术高精度测量酒精浓度的装置，包括激光器1、倾斜布置的待测样品承载盒9、计算机11，在制备待测样品承载盒9时，需使酒精和金膜充分接触。所述的待测样品承载盒9上部置有镀膜棱镜8，在棱镜底面镀金膜或银膜，镀膜棱镜8外部置有转台7，转台7上固定有测量探测器6，所述的转台7由步进电机10控制。所述的激光器1与待测样品承载盒9在同一水平面上，二者之间依次设有偏振器3、半反射半透射镜4、小孔2，所述的半反射半透射镜4与准直探测装置5连接；上述的准直探测装置5、测量探测器6、步进电机10均由计算机控制。

该装置的工作原理如下：激光器1产生波长为650nm的激光，通过偏振器3产生p型偏振光，此偏振光经半反射半透射镜4（反射率20%，透射率80%），再通过小孔2后得到一束能量分布均匀的光束，到达镀膜棱镜8底面金膜与原油的分界面上，酒精是由待测样品承载盒9承载，棱镜和承载盒均置于θ/2θ转台7的内转台上，通过准直探测装置5来确定转角棱镜的初始位置，具有使系统自动校正零点的功能，探测器6用来探测反射光的强度，转台7的作用是连续的改变入射角并保证棱镜与探测器6同步，从而进行实时测量反射光强度，步进电机10为转台7提供驱动。

当入射角满足一定条件时，入射光就会与金膜——酒精界面的电子波发生共振，即表面等离子共振，发生共振吸收，入射光能量迅速减小，探测器6探测到的光强值骤减，整个过程的反射光强度和转角都由计算机11同步控制及输出记录、转换并输出在显示器上，这样我们根据编制的相应软件就能测量骤减峰所对应的转角（共振角）。共振角唯一的由介质（酒精）的介电常数决定，介电常数与介质（酒精）的含水率有关，即确定了共振角就能确定酒精的含水率，给出原油函水率与共振角的函数对应关系，从而可以对未知酒精浓度进行测量。