外加电场和温度场协同作用下测量液体折射率的方法技术

技术编号:15023188 阅读:103 留言:0更新日期:2017-04-05 00:36
公开了一种外加电场和温度场协同作用下测量液体折射率的方法,包括:包括:分别将样品槽底面的第一电极片和样品槽顶面的第二电极片与电源的正负极连接,调节电源的电压,使第一电极片和第二电极片之间的电场达到待测电场强度;通过贴附在样品槽三个侧面的加热板加热样品槽内的液体,使液体的温度达到待测温度;在待测电场强度和待测温度条件下,利用最小偏向角法测量液体的折射率。本发明专利技术通过在样品槽的底面和顶面设置电极片能够为待测液体施加均匀的电场,通过在样品槽的三个侧面贴附加热板能够为液体提供均匀的温度场,从而准确测量外加电场和温度场协同作用下液体折射率发生的变化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及物性参数测量领域,尤其涉及一种外加电场和温度场协同作用下测量液体折射率的方法
技术介绍
以下对本专利技术的相关技术背景进行说明,但这些说明并不一定构成本发明的现有技术。软性液体电光材料的电光调控在光通信领域的电光调制器、电光开关、光波导、以及液体显示器、光通信领域的电光调制器、电光开关、光波导等、液晶显示器、微结构内填充电光软材料的光子晶体光纤、电控液体微透镜阵列、电控空间光调制器、大功率固体激光泵浦及电光调Q、基于电致变色原理的智能玻璃、基于手性向列型液晶与手性离子液复合而成的电纸(E-paper)等等领域均有广泛的应用。而在上述应用中,软性液体电光材料折射率随外电场的变化规律是一个必须了解的因素。由于软性液体电光材料同普通液体材料一样具有流动性和可塑性这些液体的共性特点,目前实验室用于测量液体折射率的方法如CCD测量液体折射率、玻璃毛细管焦点测量法、共焦球面F-P干涉仪测量法、迈克尔逊干涉仪测量法、最小偏向角测量法等方法也基本可以用来对其折射率进行测量。但采用以上方法测量液体折射率的所有报道中,尚未见到针对软性电光材料折射率在电场/温度场协同作用下的研究报道。针对这一问题的测量已有的测试方案中均存在一定缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种外加电场和温度场协同作用下测量液体折射率的装置,能够准确获得不同外加电场下电流变液或离子液体的折射率。根据本专利技术的外加电场和温度场协同作用下测量液体折射率的方法,包括:S1、分别将样品槽底面的第一电极片和样品槽顶面的第二电极片与电源的正负极连接,调节电源的电压,使第一电极片和第二电极片之间的电场达到待测电场强度;S2、通过贴附在样品槽三个侧面的加热板加热样品槽内的液体,使所述液体的温度达到待测温度;S3、在所述待测电场强度和待测温度条件下,利用最小偏向角法测量液体的折射率;其中,样品槽为由三片玻璃组成的横截面为等腰三角形的空心三棱镜,第一电极片、第二电极片以及样品槽之间形成密封结构;样品槽两个侧腰面为透光玻璃,样品槽的第三侧面为毛玻璃,两片透光玻璃的光程均为1/60,λ为入射光线的波长;样品槽的高度h与等腰三角形的最大边长l之间满足如下关系:h=(0.5~1.35)×l;液体通过设置在第三侧面上的注入孔注入样品槽内。优选地,电极片的形状与样品槽的底面和顶面的形状相同,电极片上焊接由导线,通过该导线与电源连接;或者,电极片的形状为箭头状,电极片的三角形箭头与样品槽的底面和顶面的形状相同,电极片的箭头尾部上设置有小孔;导线的一端缠绕在所述小孔上,导线的另一端与电源连接。优选地,电极片为铂片;或者,电极片以钛作为基底,所述基底上镀铂。优选地,电极片的厚度H满足:H=l12-0.25l22h×ρ×l12-0.25l22+2+2.75]]>式中,l1为等腰三角形两个侧腰的长度,单位为:mm;l2为等腰三角形的底边长度,单位为:mm;ρ为样品槽内液体的密度,单位为:g/cm3。优选地,加热板上设置有水软管,用于加热的供热液体在水泵的驱动下从所述水软管的一端流入、从所述水软管的另一端流出。优选地,为了保证均匀加热,步骤S2包括:获取样品槽内的液体温度,根据样品槽内的液体种类、液体体积、液体温度和待测温度,确定将液体加热至待测温度所需的加热热量;根据加热板上的水软管数量、所述加热热量、以及加热板的传热效率,确定供热液体的第一温度以及水软管中供热液体的第一流量;基于供热液体的第一温度以及水软管中供热液体的第一流量,对样品槽内的液体进行加热。优选地,供热液体的流量q满足如下关系:(5~20)q=Qn×η×ρ0×c0×Δt]]>式中,q第一流量,单位为:cm3/s;Q为将液体加热至待测温度所需的加热热量,单位为:J;n为加热板上的水软管数量,单位为:根;η为加热板的传热效率,单位为:%;c0为供热液体的比热容,单位为:J/(kg·℃);ρ0为供热液体的密度,单位为:g/cm3;Δt为供热液体的温度与样品槽内液体温度之间的差值,单位为:℃。优选地,步骤S2进一步包括:分别获取水软管进水端和出水端的供热液体温度,确定水软管进水端和出水端的供热液体的温度差;当所述温度差大于预设的温差阈值时,基于所述温度差查询预设的映射关系表,确定供热液体的第二温度以及第二流量;基于供热液体的第二温度以及第二流量,对样品槽内的液体进行加热。优选地供热液体的第二温度与第二流量之间满足:(5~15)q′×|t1-t2|=A×L×Δt′式中,t1为供热液体的第二温度,单位为:℃;t2为样品槽内的液体温度,单位为:℃;q′为供热液体的第二流量,单位为:cm3/s;A为水软管的内截面面积,单位为:cm2;L为水软管的长度,单位为:cm;Δt′为水软管进水端和出水端的供热液体的温度差,单位为:℃。优选地,加热板的背对于玻璃片的一面设置有绝热材料;加热板的粘附于玻璃片的一侧为导热材料。根据本专利技术的外加电场和温度场协同作用下测量液体折射率的方法,包括:包括:分别将样品槽底面的第一电极片和样品槽顶面的第二电极片与电源的正负极连接,调节电源的电压,使第一电极片和第二电极片之间的电场达到待测电场强度;通过贴附在样品槽三个侧面的加热板加热样品槽内的液体,使液体的温度达到待测温度;在待测电场强度和待测温度条件下,利用最小偏向角法测量液体的折射率。本专利技术通过在样品槽的底面和顶面设置电极片能够为待测液体施加均匀的电场,通过在样品槽的三个侧面贴附加热板能够为液体提供均匀的温度场,从而准确测量外加电场和温度场协同作用下液体折射率发生的变化。附图说明通过以下参照附图而提供的具体实施方式部分,本专利技术的特征和优点将变得更加容易理解,在附图中:图1是根据本专利技术优选实施例的外加电场和温度场协同作用下测量液体折射率的装置的示意图;图2是根据本专利技术优选实施例的电极片主视图;图3是根据本专利技术优选实施例的电极片俯视图;图4是根据本专利技术优选实施例的电极片左视图;图5是根据本专利技术优选实施例的用于加热样品槽内液体的保温组件的原理图;图6示出了根据本专利技术优选实施例中,水软管在样品槽第三侧面上的加热板上的分布示意图。具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外加电场和温度场协同作用下测量液体折射率的方法,其特征在于包括:S1、分别将样品槽底面的第一电极片和样品槽顶面的第二电极片与电源的正负极连接,调节电源的电压,使第一电极片和第二电极片之间的电场达到待测电场强度;S2、通过贴附在样品槽三个侧面的加热板加热样品槽内的液体,使所述液体的温度达到待测温度;S3、在所述待测电场强度和待测温度条件下,利用最小偏向角法测量液体的折射率;其中,样品槽为由三片玻璃组成的横截面为等腰三角形的空心三棱镜,第一电极片、第二电极片以及样品槽之间形成密封结构;样品槽两个侧腰面为透光玻璃,样品槽的第三侧面为毛玻璃,两片透光玻璃的光程均为1/60,λ为入射光线的波长;样品槽的高度h与等腰三角形的最大边长l之间满足如下关系:h=(0.5~1.35)×l;液体通过设置在第三侧面上的注入孔注入样品槽内。

【技术特征摘要】
1.一种外加电场和温度场协同作用下测量液体折射率的方法,其特
征在于包括:
S1、分别将样品槽底面的第一电极片和样品槽顶面的第二电极片与电
源的正负极连接,调节电源的电压,使第一电极片和第二电极片之间的电
场达到待测电场强度;
S2、通过贴附在样品槽三个侧面的加热板加热样品槽内的液体,使所
述液体的温度达到待测温度;
S3、在所述待测电场强度和待测温度条件下,利用最小偏向角法测量
液体的折射率;
其中,样品槽为由三片玻璃组成的横截面为等腰三角形的空心三棱
镜,第一电极片、第二电极片以及样品槽之间形成密封结构;样品槽两个
侧腰面为透光玻璃,样品槽的第三侧面为毛玻璃,两片透光玻璃的光程均
为1/60,λ为入射光线的波长;样品槽的高度h与等腰三角形的最大边长l
之间满足如下关系:h=(0.5~1.35)×l;
液体通过设置在第三侧面上的注入孔注入样品槽内。
2.如权利要求1所述的方法,其中,电极片的形状与样品槽的底面
和顶面的形状相同,电极片上焊接由导线,通过该导线与电源连接;
或者,电极片的形状为箭头状,电极片的三角形箭头与样品槽的底面
和顶面的形状相同,电极片的箭头尾部上设置有小孔;导线的一端缠绕在
所述小孔上,导线的另一端与电源连接。
3.如权利要求2所述的方法,其中,电极片为铂片;或者,电极片
以钛作为基底,所述基底上镀铂。
4.如权利要求3所述的方法,其中,电极片的厚度H满足:
H=l12-0.25l22h×ρ×l12-0.25l22+2+2.75]]>式中,l1为等腰三角形两个侧腰的长度,单位为:mm;l2为等腰三角
形的底边长度,单位为:mm;ρ为样品槽内液体的密度,单位为:g/cm3。
5.如权利要求1所述的方法,其中,加热板上设置有水软管,用于
加热的供热液体在水泵的驱动下从所述水软管的一端流入、从所述水软管
的另一端流出。
6.如权利要求5所述的方法,其中,为了保证均匀加热,步骤S2包
括:
获...

【专利技术属性】
技术研发人员:董士奎刘晗贺志宏周吉唐佳东管承红
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:黑龙江;23

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