[发明专利]一种基于差动过零检测的旋光仪及测量方法

权利要求书

1.一种基于差动过零检测的旋光仪，其特征在于：它包括从一侧至另一侧依次设置的光源（16）、起偏器（17）、样品管（18）、棱镜（19）、光电转换器，其中，光电转换器包括第一光电转换器（20）、第二光电转换器（21）；第一光电转换器（20）、第二光电转换器（21）的输出端均与电路处理单元（30）中的差分放大电路（22）的输入端连接；电路处理单元（30）包括差分放大电路（22）、与差分放大电路（22）输出端连接的选频电路（23）、与选频电路（23）输出端连接的包络检波电路（24）、与包络检波电路（24）输出端连接的A/D转换电路（26），电路处理单元（30）的输出端与处理器单元（27）的输入端连接；包括信号发生电路（29），信号发生电路（29）的信号输出端分别与光源（16）、电机（28）的受控端连接，电机（28）的转子轴与起偏器（17）连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于差动过零检测的旋光仪，其特征在于：所述处理器单元（27）包括数据存储单元（31）、与数据存储单元（31）输出端连接的数据处理单元（32）、以及与数据处理单元（32）输出端连接的显示单元（33）。

3.根据权利要求2所述的一种基于差动过零检测的旋光仪，其特征在于，在测量时，采用以下步骤：

1)调节光路，并调整起偏器（17）和棱镜（19），使起偏器（17）和棱镜（19）处在正交位置并固定；

2)在样品管（18）中加入旋光物质后，由信号发生电路（29）产生频率为f的方波信号，并加载到可调频半导体激光器（16）上，频率为f的光经过起偏器（17）后成为线偏振光，线偏振光经过样品管（18）中的旋光物质后偏振态发生旋转，再经过棱镜（19）后被分解成两束光信号，两束光信号分别由第一光电转换器（20）、第二光电转换器（21）接收，光电转换器将两条频率为f的光信号转变为频率为f的交流信号；

3）光电转换器输出频率为f的两条交流信号在电路部分经差分放大电路（22）计算出两信号的差值，再经选频电路（23）、包络检波电路（24），限幅钳位电路（25）、A/D转换电路（26）后以数字信号形式的输入存储在微处理器单元（27）中的数据存储单元；

4）信号发生电路（29）发出信号驱动步进电机（28）带动起偏器（17）转动，光电转换器的交流信号强度发生变化，重复步骤3），微处理器数据存储单元记录储存每个信号；

5）微处理器对存储的数字信号进行处理，通过算出旋光角进而得知溶液浓度。

4.根据权利要求1至3所述的一种基于差动过零检测的旋光仪，其特征在于：所述棱镜（19）为渥拉斯顿棱镜。

5.根据权利要求1至3所述的一种基于差动过零检测的旋光仪，其特征在于：所述电机（28）为步进电机。

6.根据权利要求3所述的一种基于差动过零检测的旋光仪，其特征在于：在步骤5）中通过快速傅里叶分解，然后再数字滤波，最后通过包络检波的方法得到差动信号的幅值和步进电机转动角度的曲线，通过曲线拟合计算出曲线过零值和过零方向，算出旋光角进而得知溶液浓度。

7.根据权利要求3或6所述的一种基于差动过零检测的旋光仪，其特征在于：在步骤5）中根据过零方向得出样品的旋光方向。