[发明专利]基于偏振光磁光效应的PH值检测方法及装置

说明书

本发明公开一种基于偏振光磁光效应的PH值检测方法及装置，该方法在磁光偏转效应基础上，将盛装溶液的样品试管置于磁约束体形成的磁腔中，在磁约束体的作用下，溶液PH值对发生偏转的偏振光有影响，使用光强计检测检偏器之后的光强；通过旋转检偏器，使磁腔中带有样品试管时的光强与无样品试管时的光强保持一致，通过绝对式编码器测量检偏器偏转的角度，从而实现样品试管中PH值的检测。本发明实现了对溶液PH值的自动、实时、可靠地检测，可为我国化学工业、医学、农业、环保等PH值检测领域带来巨大的经济效益和技术支持。

技术领域

本发明涉及溶液PH值检测技术领域，尤其涉及一种基于偏振光磁光效应的PH值检测方法及装置。

背景技术

随着现代工业的迅速发展，人们对环境问题也越来越重视，水质污染已成为我国环境面临的突出问题之一。因此，对各种水质进行实时、准确地监测，为环保部门提供水质分析数据，是环境治理中的关键环节，其中对水质PH值的检测尤为重要。由于受制造技术和电子工艺技术的限制，国内PH值检测技术一直相对落后，自动化水平低；而美国、德国、日本等经济发达国家在对水质PH值检测方面的研究和应用一直走在前面，并相继建立了各种类型的环境在线自动监控系统。

自丹麦生物化学家索伦森提出PH的概念以来，PH值检测技术的研究就一直没有间断过。日本率先研制出了世界第一台工业PH计，之后离子选择性电极和与其对应的实用技术应用到PH值检测领域。随着计算机技术、集成电路和高性能芯片的发展，PH值检测技术朝着智能化、微型化的方向发展。例如，美国推出的工业在线氢离子敏感场效应晶体管固体PH电极，具有测量精度高、稳定性好、响应速度快等优点。我国在PH值检测技术上的研究相对于国外起步较晚，虽然研制了一些PH值检测仪，但在精度上和性能上和国外的设备没有可比性，其区别主要表现在以下几个方面：(1)产品的功能性、专门性和可靠性相对较差，国内的大部分测试产品的功能性与可靠性和国外相差1-2个数量级；(2)在自主研发和创新能力方面，国内大部分企业主要以引进国外技术为主，不能掌握产品的核心技术，在此类产品市场上缺乏竞争力；(3)测试产品关键技术差异较大，国内产品在高精密制造和加工、智能化及网络化方面与国外有相当大的差距。

PH值检测技术的发展不但对于环境保护方面意义重大，在医学上也有着广泛的应用。根据人体体液的PH值数据，可以判断一个人的健康状况。PH值检测技术的创新和发展仍然有很大的空间，随着微电子技术、计算机技术、半导体技术等高新技术的迅速发展，PH值检测领域的研发将发生根本性的革命，向着更加灵敏、便捷、可靠地获取被测试对象多方面信息的方向发展。

发明内容

本发明的目的在于通过一种基于偏振光磁光效应的PH值检测方法及装置，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于偏振光磁光效应的PH值检测方法，其包括如下步骤：

A、将氦氖激光发生器和准直扩束镜安装在激光架板上，并将激光架板与三维运动平台固连，通过三维运动平台调节氦氖激光发生器的空间位置；

B、将磁约束体装入磁约束体支架内；初始时，由磁约束体形成的磁腔内不放入样品试管；

C、氦氖激光发生器射出的激光能通过起偏器形成偏振光，穿过磁腔的中心线最终照射到光强计上，由光强计记下此时的光强；

D、将盛装不同PH值的标准溶液的样品试管依次放入磁腔中，旋转检偏器使光强计检测的光强与磁腔中未放入样品试管时检测到的光强相同；

E、由编码器测量检偏器偏转的角度，通过数据采集与处理系统采集并处理编码器输出的电信号，确定检偏器偏转角与PH值之间的关系式，完成检偏器偏转角与PH值之间的关系标定；

F、将待测样品试管放入磁腔中，根据编码器测得的检偏器偏转角及所述检偏器偏转角与PH值之间的关系式，确定待测样品试管中的溶液PH值。