一种折射仪光学系统和折射仪技术方案

本实用新型专利技术提供一种折射仪光学系统和包括该光学系统的折射仪，该光学系统包括：光源、棱镜和感光单元，该光学系统具有一系统中心轴线，该光源具有一光源中心轴线，该感光单元具有一感光单元中心轴线，该光源中心轴线与该感光单元中心轴线平行，并与该系统中心轴线成一定夹角。由此，通过偏轴设计，在不影响测量范围的情况下，减小了光学系统的直径，从而减小了折射仪的体积。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及液体折射率测量领域，具体涉及一种折射仪光学系统和折射仪。
技术介绍
折射计在食品饮料，海水、淡水养殖，石油化工，生物制药，临床医学，车辆维护，工业生产等各行各业具有广泛的应用。可以通过测量液体的折射率，计算液体中完全溶解物质的浓度含量，如可以测量饮料中的含糖量，测量酒品的酒精度，测量动物和人的尿比重、尿蛋白，测量冷冻液、清洗液的冰点等等。一种传统的折射计光学系统，如图1所示，具有圆柱形壳体，壳体内包括光源U1、棱镜U2和CMOS传感器U3，该棱镜有4个工作面，分别是入射/出射面S1、第一反射面S4、测量面S3(其上放置有待测液体X)和第二反射面S2，其中，Ⅰ-Ⅰ是CMOS传感器的中心线，也是检测光线的中心线，Ⅱ-Ⅱ是光源的中心线，也是入射光线的中心线，m-n是最终产品的中心线，d为产品的直径，Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ以及m-n三条中心线相互平行。该光学系统为了避免入射光与出射光的互相干扰，Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ必须间隔足够大的距离；同时，CMOS传感器在水平方向上占据面积较大。因此，该光学系统存在体积较大的缺陷。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于，如何减小折射仪光学系统的体积。为此，本技术实施例提供了一种折射仪光学系统，包括光源、棱镜和感光单元，所述系统具有一系统中心轴线，所述光源具有一光源中心轴线，所述感光单元具有一感光单元中心轴线，所述光源中心轴线与所述感光单元中心轴线平行，并与所述系统中心轴线成一定夹角。优选地，所述光源中心轴线与所述系统中心轴线成的夹角是5-20度。优选地，所述光源中心轴线与所述系统中心轴线成的夹角是12.35度。优选地，所述光学系统为圆柱形。本技术实施例还提供了一种折射仪，包括上述任一种光学系统。本技术实施例折射仪光学系统和折射仪，通过偏轴设计，使折射仪光学系统中心轴线与光轴(光源和与感光单元的中心轴线)成一定夹角，在不影响测量范围的情况下，减小了光学系统的直径，从而减小了折射仪的体积。附图说明为了使本技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本技术的具体实施例并结合附图，对本技术作进一步详细的说明，其中图1是现有的一种折射仪光学系统；图2是本技术实施例的一种折射仪光学系统的示意图；图3是本技术实施例的一种折射仪的外观图；图4是图3所示的折射仪的主视剖视图。具体实施方式下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面结合附图和具体实施例对本技术的技术方案进行详细描述。如图2所示，本技术实施例提供了一种折射仪光学系统，包括光源U1、棱镜U2和感光单元U3，m-n是该光学系统的中心轴线，Ⅱ-Ⅱ是该光源的中心轴线，Ⅱ-Ⅱ是该感光单元的中心轴线，Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ互相平行，m-n与Ⅱ-Ⅱ成一夹角α。本实施例通过偏轴设计，使光轴(Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ)相对系统中心轴线(m-n)旋转一角度α，相应的，感光单元U3与水平面成α角，感光单元U3在水平面上的映射面积能够减小，由此，在不减小光轴Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ的间距、不减小感光单元的工作面长度的情况下，能够减小系统的直径d，从而减小了系统的体积。在另一方面，虽然角度α越大，感光单元在水平面上的映射面积越小，但是由于棱镜U2必须在光轴方向上具有足够的空间以容纳测量光路，所以在α增大时，直径d不能一直减小，d的减小必须有一个限度。经过申请人研究发现，当光轴Ⅱ-Ⅱ与系统中心轴线m-n成的夹角为5-20度,能够有效地减小系统的直径，同时不影响光学系统的正常测量范围。在一个优选实施例中，光源中心轴线与系统中心轴线成的夹角是12.35度。在一个优选的实施例中，棱镜U2包括入射/出射表面S1，第一反射面S4，测量面S3和第二反射面S2，该入射/出射面与第一反射面的夹角是120-130度，该测量面与第二反射面的夹角是100-110度，从而可以优化光路。优选地，光源与入射/出射面紧密贴合，以减小体积。优选地，棱镜的第一反射面和第二反射面镀内反射膜。本专利技术实施例中的光学系统优选具有对称的外形，比如圆柱形，多边形等。如图3和4所示，本技术实施例还提供了一种折射仪，包括圆柱形壳体100，该折射仪具体包括：位于底部的数据传输线缆14，用端盖13固定和密封；位于中下部的计算部，包括圆柱形壳体12和壳体内的主电路板圈15；位于上部的测量部，包括圆柱形壳体10，该壳体内的光学系统，该光学系统包括光源U1、棱镜U2、光栅18和CMOS传感器U3，该测量部还包括温度传感器17以及与CMOS传感器连接的CMOS柔性电路板16，该光学系统通过光学系统安装支架11安装在计算部上。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围之中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种折射仪光学系统，包括光源、棱镜和感光单元，其特征在于：所述系统具有一系统中心轴线，所述光源具有一光源中心轴线，所述感光单元具有一感光单元中心轴线，所述光源中心轴线与所述感光单元中心轴线平行，并与所述系统中心轴线成一定夹角。

【技术特征摘要】
1.一种折射仪光学系统，包括光源、棱镜和感光单元，其特征在于：所述系统具有一系统中心轴线，所述光源具有一光源中心轴线，所述感光单元具有一感光单元中心轴线，所述光源中心轴线与所述感光单元中心轴线平行，并与所述系统中心轴线成一定夹角。2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述光源中...

【专利技术属性】
技术研发人员：马玉峰，
申请(专利权)人：北京领航力嘉机电有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11