基于布里渊散射的盐溶液浓度检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于布里渊散射的盐溶液浓度检测方法，其步骤如下：打开计算机并通过恒温控制器调节恒温水箱中比色皿内盐溶液的温度；打开激光器射出激光束并依次透过半波片、偏振片、四分之一波片、凹透镜和凸透镜射入比色皿中的标准浓度盐溶液，并激发后向布里渊散射信号，散射信号按原光路返回；当再次射到偏振片时，经反射棱镜的反射，由计算机记录和分析数据；计算机对标准浓度盐溶液产生的第一布里渊散射信号进行处理分析，并建立布里渊散射频移数据库；第二布里渊散射信号频移量与标准浓度盐溶液的布里渊散射频移数据库做比对，即可得出待测盐溶液浓度。本发明专利技术时效性强、灵敏度高，可实现在线监测并记录浓度的动态变化。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，其步骤如下：打开计算机并通过恒温控制器调节恒温水箱中比色皿内盐溶液的温度；打开激光器射出激光束并依次透过半波片、偏振片、四分之一波片、凹透镜和凸透镜射入比色皿中的标准浓度盐溶液，并激发后向布里渊散射信号，散射信号按原光路返回；当再次射到偏振片时，经反射棱镜的反射，由计算机记录和分析数据；计算机对标准浓度盐溶液产生的第一布里渊散射信号进行处理分析，并建立布里渊散射频移数据库；第二布里渊散射信号频移量与标准浓度盐溶液的布里渊散射频移数据库做比对，即可得出待测盐溶液浓度。本专利技术时效性强、灵敏度高，可实现在线监测并记录浓度的动态变化。【专利说明】
本专利技术涉及无损检测中的布里渊散射检测领域，尤其涉及基于布里渊散射对盐溶 液浓度的检测方法。
技术介绍
当前，在实验室或其他工业场所绝大多数依然采用滴定法来检测某一盐溶液的浓 度，新型的自动电位滴定法虽然可替代人工滴定法，但其终究不适用于快速检测或在线监 控。而市场上存在的某些对特定盐溶液浓度的检测仪器终究存在检测盐液种类上的局限 性。中国专利CN101458214A提出一种拉曼光谱检测有机聚合物的方法，该方法是针对有机 聚合物浓度的检测，没有对检测盐溶液浓度进行分析，而这种使用拉曼光谱检测的方法分 为两种，一种属于浸入式检测，该方法需将探头浸入到盐溶液中，不能做到非接触式探测。 另一种属于非浸入式检测，该方法分析的是透射光信号，这对检测容器的选取上提出了一 定要求，应用上也存在不可避免的局限；中国专利CN101216422提出了一种高检测精度的 折射率检测溶液浓度的方法，尽管具有比较高的检测精度，但是检测仪器不能对管道内的 溶液或其他保存在半封闭状态的溶液进行检测，具有一定局限性。 入射光波场与介质内由分子热运动引起的弹性声波场相互作用而产生光散射，这种 光散射现象称为布里渊散射。目前，对布里渊散射的实验绝大多数采用的是基于F-P标准 具和KXDantensified C⑶带有像增强功能的CXD相机）的单光束聚焦系统，该系统采用 Nd: YAG激光器激发出背向散射信号，然后通过F-P标准具进行分光，最后ICCD系统记录散 射光谱信号并由计算机进行数据处理和分析储存。
技术实现思路
本专利技术的目的是找出一种应用广泛且具有高时效性的盐溶液浓度检测方法，在实 验研究中实现对盐溶液浓度的快速、精准检测，又可实现工厂盐溶液生产中对盐溶液浓度 的在线检测与异常报警，这对实现涉及相关盐溶液的生产、运输和回收等过程具有重要的 意义。 本专利技术采用以下技术方案实现上述目的。基于布里渊散射的盐溶液浓度检测方 法，计算机分别连接ICXD、YAG激光器和恒温控制器，恒温控制器与恒温水箱连接；恒温水 箱内装有盛有盐溶液的比色皿，ICCD至反射棱镜之间依次设置有F-P标准具和非球面柱透 镜；YAG激光器至比色皿之间依次设置有二分之一波片、偏振片、四分之一波片、凹透镜和 凸透镜；反射棱镜的一侧设置有偏振片； 检测步骤如下： 1) 打开计算机并通过恒温控制器调节恒温水箱中比色皿内盐溶液的温度； 2) 打开激光器射出激光束并依次透过半波片、偏振片、四分之一波片、凹透镜和凸透 镜射入比色皿中的标准浓度盐溶液，并激发布里渊散射信号，散射信号按原光路返回；当 再次射到偏振片时，以极高的反射率射到反射棱镜，经反射棱镜的反射，依次经非球面柱透 镜、F-P标准具、IC⑶后，由计算机记录和分析数据； 3) 计算机对标准浓度盐溶液产生的第一布里渊散射信号进行处理分析，并通过第一布 里渊散射信号建立标准浓度的布里渊散射频移数据库； 4) 将检测装置的恒温水箱中比色皿内盛的盐溶液换成待测盐溶液，并通过计算机和恒 温控制器调节待测盐溶液的温度； 5) 重复步骤2)并将所得待测盐溶液产生的第二布里渊散射信号频移量与标准浓度盐 溶液的布里渊散射频移数据库做比对，即可得出待测盐溶液浓度。 所述标准浓度盐溶液的所述布里渊散射频移数据库建立时，用所述恒温水箱调控 所述标准浓度盐溶液的温度，从而得到各温度下所述标准浓度盐溶液的所述布里渊散射 频移数据库。 所述待测盐溶液的第二布里渊散射信号在检测后，通过比对同温度下标准浓度盐 溶液建立的布里渊散射频移数据库，即可得出待测盐溶液的浓度。 在分析布里渊散射信号时，可通过分析布里渊散射信号的频移量或线宽量检测待 测盐溶液的浓度。 所述检测装置中构件的F-P标准具可使用棱镜光谱仪进行替换。 检测对象适用于检测盐溶液或碱溶液。 本专利技术与现有技术相比，其优点是：时效性强、灵敏度高，实现对盐溶液浓度的快 速检测；加强了盐溶液浓度监视的可控性、减少了工人的劳动强度。可实现对盐溶液生产及 管道输运等过程的在线监测并记录浓度的动态变化。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术基于布里渊散射的盐溶液浓度检测装置的结构示意图。 图2是本专利技术的流程图。 图3是本专利技术基于布里渊散射以氯化钠为例盐溶液浓度检测方法频移与浓度的 关系图。 【具体实施方式】 以下结合附图的实施例对本专利技术作进一步说明。参见图1和图2,基于布里渊散射 的盐溶液浓度检测方法，计算机13分别连接KXD 12、YAG激光器1和恒温控制器8,恒温 控制器8与恒温水箱7连接；恒温水箱7内装有盛有盐溶液的比色皿14, KXD 12至反射棱 镜9之间依次设置有F-P标准具11和非球面柱透镜10 ;YAG激光器1至比色皿14之间依 次设置有二分之一波片2、偏振片3、四分之一波片4、凹透镜5和凸透镜6 ;反射棱镜9的一 侧设置有偏振片3 ; 检测步骤如下： 1) 打开计算机13并通过恒温控制器8调节恒温水箱7中比色皿14内盐溶液的温度； 2) 打开激光器1射出激光束并依次透过半波片2、偏振片3、四分之一波片4、凹透镜5 和凸透镜6射入比色皿14中的标准浓度盐溶液204,并激发布里渊散射信号，散射信号按原 光路返回；当再次射到偏振片3时，以极高的反射率射到反射棱镜9,经反射棱镜9的反射， 依次经非球面柱透镜10、F-P标准具11、ICXD12后，由计算机记录和分析数据； 3) 计算机13对标准浓度盐溶液204产生的第一布里渊散射信号205进行处理分析，并 通过第一布里渊散射信号205建立标准浓度的布里渊散射频移数据库206 ; 4) 将检测装置201的恒温水箱7中比色皿14内盛的盐溶液换成待测盐溶液202,并通 过计算机13和恒温控制器8调节待测盐溶液的温度； 5) 重复步骤2)并将所得待测盐溶液202产生的第二布里渊散射信号203频移量与标 准浓度盐溶液204的布里渊散射频移数据库206做比对，即可得出待测盐溶液浓度207。 所述标准浓度盐溶液204的所述布里渊散射频移数据库206建立时，用所述恒温 水箱7调控所述标准浓度盐溶液204的温度，从而得到各温度下所述标准浓度盐溶液204 的所述布里渊散射频移数据库206。 所述待测盐溶液202的第二布里渊散射信号203在检测后，通过比对同温度下所 述标准浓度盐溶液204建立的所述布里渊散射频移数据库206,即可得出所述待测盐溶液 202的浓度。 所述第一、二布里渊散射信号20本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于布里渊散射的盐溶液浓度检测方法，其特征在于，计算机分别连接ICCD、YAG激光器和恒温控制器，恒温控制器与恒温水箱连接；恒温水箱内装有盛有盐溶液的比色皿，ICCD至反射棱镜之间依次设置有F‑P标准具和非球面柱透镜；YAG激光器至比色皿之间依次设置有二分之一波片、偏振片、四分之一波片、凹透镜和凸透镜；反射棱镜的一侧设置有偏振片；检测步骤如下：打开计算机并通过恒温控制器调节恒温水箱中比色皿内盐溶液的温度；打开激光器射出激光束并依次透过半波片、偏振片、四分之一波片、凹透镜和凸透镜射入比色皿中的标准浓度盐溶液，并激发布里渊散射信号，散射信号按原光路返回；当再次射到偏振片时，以极高的反射率射到反射棱镜，经反射棱镜的反射，依次经非球面柱透镜、F‑P标准具、ICCD后，由计算机记录和分析数据；计算机对标准浓度盐溶液产生的第一布里渊散射信号进行处理分析，并通过第一布里渊散射信号建立标准浓度的布里渊散射频移数据库；将检测装置的恒温水箱中比色皿内盛的盐溶液换成待测盐溶液，并通过计算机和恒温控制器调节待测盐溶液的温度；重复步骤2）并将所得待测盐溶液产生的第二布里渊散射信号频移量与标准浓度盐溶液的布里渊散射频移数据库做比对，即可得出待测盐溶液浓度。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：史久林，王泓鹏，何兴道，钱佳成，严峰，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西;36