奶液折射率检测装置及其检测方法
【专利摘要】一种奶液折射率检测装置，在检测样品盒上端加工有注液口a，检测样品盒的一个侧壁为平板玻璃，其它侧壁不透光，平板玻璃的外表面上喷涂有成像层，平板玻璃上成像层的外围设暗盒，暗盒内侧壁上设安装有支架，支架上设半导体激光器，暗盒的外端部设通过数据线与计算机相连的CCD摄像头，在半导体激光器的光射出端设与平板玻璃上成像层的中心位置搭接的光屏蔽管，光屏蔽管的中心线与半导体激光器的中心线、CCD摄像头的中心线、成像层的中心相重合且垂直于平板玻璃,成像层由位于其中心位置的圆形透射散射层和透射散射层外围的光散射成像层构成，光散射成像层的外围为遮光层。用本发明装置检测奶液时，测量速度快、测量精度高。
【专利说明】奶液折射率检测装置及其检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于液体折射率检测设备或装置【技术领域】，具体涉及到检测奶液折射率的装置。
【背景技术】
[0002]折光法是目前检测奶液中乳糖质量分数和掺水率简单有效的基本方法之一，其原理是基于奶液中乳糖质量分数和掺水率与其折射率有关。常用的测量仪器是阿贝折射仪和根据光通过“三角形样品盒”时折射角的大小，测定奶液的折射率，这两种仪器或方法的共同特征是根据光线通过奶液膜或奶液时折射形成的光学图像，获得奶液的折射率。而奶液是一种均匀稳定的悬浮状态和乳浊状态的胶体性液体，即从物理学角度讲，奶液中有大量悬浮状颗粒物，正是由于这种悬浮状颗粒物对透射光有强烈的散射作用，造成上述两种仪器或方法在奶液检测中形成的光学图像边界不清，调试难度大，严重影响了检测精度与检测效率。因此如何减小折光法用于奶液检测中悬浮状颗粒物的光散射效应对测量精度的影响，是目前奶液检测【技术领域】中急需解决的技术问题。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的一个技术问题在于克服上述现有技术的缺点，提供一种结构简单、操作方便、检测速度快、检测精度高的奶液折射率检测装置。
[0004]本发明所要解决的另一个技术问题在于为奶液折射率检测装置提供一种方法简单、操作简便的检测方法。
[0005]解决上述技术问题所采用的技术方案是:在检测样品盒上端加工有注液口 a，检测样品盒的一个侧壁为平板玻璃，其它侧壁不透光，平板玻璃的外表面上喷涂有成像层，平板玻璃上成像层的外围设置有暗盒，暗盒内侧壁上设置安装有支架，支架上设置有半导体激光器，暗盒的外端部设置有通过数据线与计算机相连的CCD摄像头，在半导体激光器的光射出端设置与平板玻璃上成像层的中心位置联接的光屏蔽管，光屏蔽管的中心线与半导体激光器的中心线、C⑶摄像头的中心线、成像层的中心相重合且垂直于平板玻璃。本发明的成像层由位于其中心位置的圆形透射散射层和透射散射层外围的光散射成像层构成，光散射成像层的外围为遮光层。
[0006]本发明的透射散射层的直径为5~8mm，表面喷涂透射散射层的平板玻璃对绿色激光的透射率40%~50 %，表面喷涂光散射成像层的平板玻璃对绿色激光的光透射率为60%~70 %，透射散射层和光散射成像层采用喷涂白色油漆或丝印白色玻璃油墨制成。
[0007]本发明的光屏蔽管的直径与透射散射层的直径相同。
[0008]本发明的平板玻璃的厚度为3~5mm。
[0009]上述奶液折射率检测装置检测奶液折射率的方法步骤如下:
[0010]1、在检测样品盒中注入奶液，奶液的液面应与暗盒的下端平齐。
[0011]2、将检测样品盒向平板玻璃方向倾斜，使奶液覆盖平板玻璃内表面，恢复检测样品盒至正常位置，在平板玻璃内表面上形成均匀的奶液膜。
[0012]3、接通半导体激光器的电源，所产生的激光束垂直入射于平板玻璃外表面的透射散射层中心，入射到平板玻璃与奶液膜的界面，反射到光散射成像层，在光散射成像层上形成以激光束入射光点为中心的圆形暗斑，圆形暗斑的半径r、平板玻璃的折射率η、平板玻
璃的厚度h与待测奶液的折射率nx之间的关系为:
【权利要求】
1.一种奶液折射率检测装置，在检测样品盒(I)上端加工有注液口(a)，检测样品盒(O的一个侧壁为平板玻璃(2)，其它侧壁不透光，平板玻璃(2)的外表面上喷涂有成像层(4)，平板玻璃(2)上成像层4的外围设置有暗盒(5)，暗盒(5)内侧壁上设置安装有支架(6)，支架(6)上设置有半导体激光器(9)，暗盒(5)的外端部设置有通过数据线与计算机(8)相连的CXD摄像头(7)，其特征在于:在半导体激光器(9)的光射出端设置与平板玻璃(2)上成像层(4)的中心位置联接的光屏蔽管(10)，光屏蔽管(10)的中心线与半导体激光器(9)的中心线、CXD摄像头(7)的中心线、成像层(4)的中心相重合且垂直于平板玻璃(2);所述的成像层(4)由位于其中心位置的圆形透射散射层(4-1)和透射散射层(4-1)外围的光散射成像层(4-2)构成,光散射成像层(4-2)的外围为遮光层(3)。
2.根据权利要求1所述的奶液折射率检测装置，其特征在于:所述的透射散射层(4-1)的直径为5~8mm，表面喷涂透射散射层(4-1)的平板玻璃(2)对绿色激光的透射率40%~50 %，表面喷涂光散射成像层(4-2)的平板玻璃(2)对绿色激光的光透射率为60%~70%，透射散射层(4-1)和光散射成像层(4-2 )采用喷涂白色油漆或丝印白色玻璃油墨制成。
3.根据权利要求2所述的奶液折射率检测装置，其特征在于:所述的光屏蔽管(10)的直径与透射散射层(4-1)的直径相同。
4.根据权利要求1所述的奶液折射率检测装置，其特征在于:所述的平板玻璃(2)的厚度为3~5mm。
5.一种使用权利要求1的奶液折射率检测装置检测奶液折射率的方法，其特征在于该方法的步骤如下: 1)在检测样品盒(I)中注入奶液，奶液的液面应与暗盒(5)的下端平齐； 2)将检测样品盒(I)向平板玻璃(2)方向倾斜，使奶液覆盖平板玻璃(2)内表面，恢复检测样品盒(I)至正常位置，在平板玻璃(2)内表面上形成均匀的奶液膜； 3)接通半导体激光器(9)的电源，所产生的激光束垂直入射于平板玻璃(2)外表面的透射散射层(4-1)中心，入射到平板玻璃(2)与奶液膜的界面，反射到光散射成像层(4-2)，在光散射成像层(4-2)上形成以激光束入射光点为中心的圆形暗斑，圆形暗斑的半径r、平板玻璃(2)的折射率η、平板玻璃(2)的厚度h与待测奶液的折射率nx之间的关系为:
【文档编号】G01N21/41GK103792209SQ201410070027
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】张宗权, 苗润才, 刘志存 申请人:陕西师范大学