[实用新型]双光路旋光仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种检测旋光仪，特别涉及一种基于重心算法的激光调频双光路旋光仪及测量方法。

背景技术

线偏振光通过某些光学活性化合物或其溶液时，其振动面会绕着光轴发生偏转的现象称为旋光现象，旋转的角度称为旋光度。旋光分析法（简称旋光法）是利用线偏振光，通过含有化学活性物质的溶液或液体时引起旋光现象，使通过的偏振光的振动平面向左或向右旋转。因此，在一定的条件下，利用检测线偏振光通过某些物质后振动面旋转的方向和度数来分析某些化合物的旋光性，或检测化合物的杂质、纯度和含量。用于测量旋光度的仪器，被称为旋光仪。旋光法多用于测定糖浓度，近年来，旋光法也逐渐运用于制药、食品加工、化工和生化分析等领域。

根据毕奥定理，物质的旋光度的大小与物质的温度和线偏振光的波长有关。有些物质的旋光度随温度的升高而增加，如石英等。然而如蔗糖等物质随温度的升高而减小。此外，线偏振光的波长不同，对应的旋光度也不同。

旋光质的旋光度a(线偏振光经物质后振动面沿传播方向转过的角度）与旋光物质溶液体积百分比浓度c及偏振光所通过的溶液长度1成正比，a=kcl(1)，其中c为g/100ml，1为mm。

传统的旋光仪的结构原理示意图如图1所示，采用钠光灯为光源1，经小孔光阑2、物镜3、滤光片4后可以得到一束较为简单的平行光如图1所示，平行光经起偏器（Ⅰ）5后成为线偏振光，其振动平面为00如图2（a），当偏振光经法拉第线圈6时，由于磁致旋光，使线偏振光的振动平面产生50Hz的β角往复摆动如图2（b），光线经过检偏器（Ⅱ）8投射到光电转换器9上，产生交变的电信号，当通过装有样品的样品管7后的偏振光振动面旋转α₁度如图2（c），仪器示数平衡后起偏器5反向转过α₁度补偿了样品的旋光度，如图2（d），光电转换器9接收的信号通过前置放大器10、自动高压电路11后再通过选频放大器12、功率放大器13输出，驱动伺服电机14。

图3为现有技术中法拉第线圈工作原理的曲线示意图，如图3所示，仪器以两偏振镜5、8光轴正交时（即OO⊥PP）作为光学零点，样品管中未放入旋光物质，此时α=0o。法拉第线圈6产生以频率为50Hz的β角摆动(图3(a))，在光电转换器得到100Hz的电信号(图3(d)),当样品管中放入有α₁度或α₂度的试样时光电转换器得到50Hz的电信号(图3(b)、(c))，但它们的相位正好相反（图3（e）、图3（f））。因此，能使工作频率为50Hz的伺服电机转动。伺服电机14通过蜗轮蜗杆15将偏振镜5转过α（α=α₁或α=α₂），仪器回到光学零点，伺服电机14在100Hz信号的控制下，重新出现平衡指示。

综上所诉，这种测旋光度的方法是采用法拉第线圈调制光信号，但法拉第线圈的工作电压高，功耗大，体积大，且调制频率为50Hz，频率低，易受工频干扰，严重影响测量精度。另外该方法中采用的光源为钠光灯，功耗较大，易老化。

发明内容

本实用新型是针对传统的旋光仪功耗大、测量精度易受到干扰的问题，提出了一种双光路旋光仪，与传统旋光仪完成相同的旋光度测量，但利用分光形成双光路结构，消除了光源的不稳定的影响，实现仪器实时调零的功能，实现全自动数字化控制，大大减小误差，提高了精度。