透明液体浓度的测量系统技术方案

本实用新型专利技术涉及光学检测技术领域，具体涉及一种透明液体浓度的测量系统，包括光学系统和接收单元，光学系统包括光源、空心三棱镜和反射镜；空心三棱镜，用于放置透明液体；反射镜，用于进行所述光源发出的光束经空心三棱镜折射后的折射光束反射，得到反射光束；调节机构，用于带动空心三棱镜转动，反射镜与所述空心三棱镜同步转动，调节机构带动检测单元转动，其与所述空心三棱镜和反射镜同步转动，以在反射镜从转盘上拆卸后，用于检测所述空心三棱镜的折射光束的出射角度；所述接收单元，用于接收透射光束与反射光束。即本发明专利技术的方案利用空心三棱镜进行透明液体的浓度测量时，通过调节机构自动进行空心三棱镜的调节，能够更加方便、简单地实现透明液体的浓度测量。简单地实现透明液体的浓度测量。简单地实现透明液体的浓度测量。

【技术实现步骤摘要】
透明液体浓度的测量系统


[0001]本技术涉及光学检测
，具体涉及透明液体浓度的测量系统。

技术介绍

[0002]浓度是衡量工业产品质量的一项非常重要的指标，是液体物质的一个重要物理参数。因此，在化工、医药、食品等行业的生产以及在一些科学研究中，经常需要精确定量测量液体中特定物质的浓度。
[0003]传统测量液体浓度的方法主要有比重法、化学分析法、超声波法、光学方法等。其中光学方法是采用光学系统、信号接收两部分构成，即光源发出的光束，经透镜准直后通过狭缝，入射到三棱镜，折射光经分光计后，一部分至观察屏直接观察读数，另一部分直CCD，将其输出信号送至计算机，得到浓度值。
[0004]上述采用的光学方法进行浓度的测量虽然方便，快捷，但是需要采用分光计进行光束分光，得到两路光路，其中一路光路打到观察屏进行角度的读取，由于存在读数误差，容易导致浓度测量不准确；且光学测量系统过于复杂，成本相对较高，容易受环境等影响，导致精度不高。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种透明液体浓度的测量系统，用以解决现有的测量透明液体浓度的测量系统复杂，检测精度不高的问题。
[0006]本技术的一种透明液体浓度的测量系统，包括光学系统和接收单元，所述光学系统包括光源、转盘、空心三棱镜和反射镜；所述空心三棱镜，用于放置透明液体；
[0007]所述反射镜，用于进行所述光源发出的光束经空心三棱镜折射后的折射光束反射，得到反射光束；
[0008]所述反射镜与所述空心三棱镜均设置在所述转盘上，并实现同步转动，使光源发射的光束经所述空心三棱镜透射后的透射光束与所述反射光束平行；
[0009]所述测量系统还包括检测单元，所述检测单元设置在所述转盘上，并与所述空心三棱镜和反射镜同步转动，以在所述反射镜从转盘上拆卸后，用于检测所述空心三棱镜的折射光束的出射角度；
[0010]所述接收单元，用于接收所述透射光束与反射光束。
[0011]进一步地，所述反射镜与所述转盘可拆卸连接。
[0012]进一步地，所述反射镜与所述空心三棱镜的顶角对应的底边紧邻。
[0013]进一步地，所述接收单元包括固定导轨和光屏，所述固定导轨上固定设置有玻纤板，并在固定导轨上进行滑动，所述光屏设置在固定导轨后方，且光屏的延伸方向与固定导轨平行。
[0014]进一步地，所述光源发射出的光束方向与所述固定导轨方向相互垂直。
[0015]进一步地，所述光源为激光光源。
[0016]本技术的有益效果：
[0017]1、本技术利用空心三棱镜进行透明液体的浓度测量时，通过进行空心三棱镜的调节，能够更加方便、简单地实现透明液体的浓度测量。
[0018]2、本技术将转盘上的反射镜设置为可拆卸的结构，能够在不使用时进行方便拆卸，便于后续利用CCD进行透明液体的浓度测量，无需采用分光计进行分光，不仅简化了系统结构，能够更直观、清楚地对测量结果进行判定。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本技术的实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0020]图1为本技术的一种透明液体浓度的测量系统的俯视示意图；
[0021]图2为最小偏向角光路示意图；
[0022]图3为本技术的空心三棱镜和反射镜的光路示意图；
[0023]图4为本技术的测量系统在透明液体浓度为0时检测到的空心三棱镜出射角的偏转量；
[0024]图5为本技术的测量系统在透明液体浓度为2％时检测到的空心三棱镜出射角的偏转量；
[0025]图6为本技术的测量系统在透明液体浓度为4％时检测到的空心三棱镜出射角的偏转量；
[0026]图7为本技术的测量系统在透明液体浓度为6％时检测到的空心三棱镜出射角的偏转量；
[0027]图8为本技术的测量系统在透明液体浓度为8％时检测到的空心三棱镜出射角的偏转量；
[0028]图9为本技术的测量系统在透明液体浓度为10％时检测到的空心三棱镜出射角的偏转量；
[0029]附图标号：1
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光源，2
‑
转盘，3
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空心三棱镜，4
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反射镜，5
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CCD，6
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固定导轨，7
‑
光屏。
具体实施方式
[0030]为了更进一步阐述本技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本技术的方案的具体实施方式、结构、特征及其功效进行详细说明。
[0031]如图1，本技术的一种透明液体浓度的测量系统包括光学系统和接收单元。
[0032]其中光学系统包括光源1、转盘2、空心三棱镜3、反射镜4和调节机构；空心三棱镜3，用于盛放透明液体；反射镜4，用于进行光源1发出的光束经空心三棱镜3折射后的折射光束反射，得到反射光束。
[0033]其中空心三棱镜3和反射镜4均设置转盘2上，进行同步转动，且反射镜4与空心三棱镜3的顶角对应的底边紧邻，使光源1发射的光束经空心三棱镜3透射后的透射光束与反
射光束平行。
[0034]本技术空心三棱镜3的内部是中空结构，其采用无折射率大小限制的透明材料，且其光入射面和出射面夹角等于A；使用时，将空心三棱镜3置于转盘2上。本实施例中的空心三棱镜为等边三角形，边长25mm、高度76mm、厚度1mm。
[0035]需要说明的是，空心三棱镜3顶角α决定了折射率测量范围，顶角α不同，测量范围不同。当棱镜顶角α＝30
°
时，液体折射率测量范围为：1.0000～3.8600。
[0036]进一步地，转盘上还设置有检测单元，其中检测单元为CCD 5，用于在透射光束与反射光束平行后，拆下反射镜4，检测折射光束的出射角。其中，CCD 5的型号TCD1304为，尺寸大小为46*24mm(长*宽)。
[0037]其中的接收单元，包括固定导轨6和光屏7，用于接收透射光束与反射光束形成的光斑，以此判断透射光束与反射光束是否平行，并进行透明液体的浓度的测量。其中，固定导轨6 上还需固定一块0.2mm厚的玻纤板(长和宽的尺寸为10cm
×
10cm)；本实施例中调整光源方向和固定导轨6的位置，直至玻纤板两侧出现两条淡淡的光痕，且放置在固定导轨6后的光屏7上出现被一分为二的光斑时，判定透射光束与反射光束平行。
[0038]需要说明的是，本技术的光源1发射出的光束方向与固定导轨6所在的方向相互垂直，用以限制两者的相对位置。
[0039]上述中的光源1的型号KYD650N5
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透明液体浓度的测量系统，包括光学系统和接收单元，其特征在于，所述光学系统包括光源、转盘、空心三棱镜和反射镜；所述空心三棱镜，用于放置透明液体；所述反射镜，用于进行所述光源发出的光束经空心三棱镜折射后的折射光束反射，得到反射光束；所述反射镜与所述空心三棱镜均设置在所述转盘上，并实现同步转动，使光源发射的光束经所述空心三棱镜透射后的透射光束与所述反射光束平行；所述测量系统还包括检测单元，所述检测单元设置在所述转盘上，并与所述空心三棱镜和反射镜同步转动，以在所述反射镜从转盘上拆卸后，用于检测所述空心三棱镜的折射光束的出射角度；所述接收单元，用于接收所述透射光束与反射光束。2.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋泽宗，陈淳清，张希望，聂士宇，卫政杰，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：新型
国别省市：