专利名称：一种基于光学全息技术的液体检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液体检测装置，特别是涉及一种光学全息技术的液体检测装置，属于检测设备技术领域。
背景技术：
在当前的日常生活中，随着科技、经济的日益发展，无论个人和集体都会接触、使用和消费越来越多液体产品，如酒、化学试剂、药品等液体物质；这些液体的品质直接影响着个人和集体的利益，如果品质不合格，常常对人们的生活和身体造成极大的危害。对这些液体品质的检测就显得非常重要，然而人们通常无法从外观上精确鉴 别其品质的好坏，这就对检测的装置和方法提出了更高的要求，以更好的保护人们的利益。现有的方法在液体检测时，常要使用各种化学试剂，检测过程复杂、费时，且不具有广泛适用性。
实用新型内容为了克服传统的液体检测装置在使用中存在的缺陷，本实用新型提供一种基于光学全息技术的液体检测装置，提高液体检测的适用性和精度，并能有效地克服这些缺陷。本实用新型通过下列技术方案实现一种基于光学全息技术的液体检测装置，包括激光器I、光学分束镜2和10、光学反射镜3和6、扩束及空间滤波装置4和7、准直透镜5和8、盛液器皿9、会聚透镜11、光电耦合装置12和计算机13 ;所述激光器I发出的光经光学分束镜2分为透射光和反射光，透射光经光学反射镜3转向传播，依次经过扩束及空间滤波装置4、准直透镜5后形成平行光垂直入射到盛液器皿9，作为物光经光学分束镜10反射；经光学分束镜2发出的反射光经光学反射镜6转向传播，依次经过扩束及空间滤波装置
7、准直透镜8后形成平行光，作为参考光透射光学分束镜10 ;光学分束镜10反射的物光和透射的参考光经会聚透镜11传输至光电耦合装置12接收，再传输给计算机13。所述光学分束镜2、光学反射镜3、光学分束镜10均能调节倾角。所述光电耦合装置12为CCD器或CMOS器。所述盛液器皿9为具有光学透过性的器皿。该液体检测装置是利用光学中的全息相干原理，通过对所测目标液体进行全息相干产生条纹图样，由CXD或CMOS接受并通过数据线输入外置计算机；并与在同等条件下获得的标准目标溶液的全息条纹图样相比较，以实现对目标溶液的品质检测。在同样的测试条件下，检测样品液体与其标准品质液体在品质上的差别(如成分变化，沉淀物等品质的性变)都会反映在液体光学折射率n的变化，从而引起检测光路光程的变化，进而使其与标准液体的全息条纹图样会后差别。将目标液体与标准液体的条纹图样相减，会产生一副新条纹图，条纹越多则目标液体与标准液体在品质上的差距越大；依据一定的标准，当条纹数在一定范围内，样品液体合格，反之不合格。对盛液器皿需要强调的是如附图2，本装置中的盛液器皿应具有良好的光学透过性，其垂直于光路的表面应具有良好的平行性，否则会对检测有很大影响；每次将检测液体注入盛液器皿前，应对其进行清洗，而后再注入待检测液体至注满。使用时，将所需检测的目标液体注满盛液器皿，激光器发出的一束激光通过透反比为1:1的分束镜，分为等光强的两束激光。两束激光分别都经过反射镜，扩束、滤波、准直的光学装置；盛放液体的液体器皿所在的一路成为物光路，另一路为参考光路，物光的光程与参考的光程相等。物光与参考光相会于分束镜处，在分束镜后产生相干全息条纹，经其后的汇聚透镜成像于光电耦合装置((XD或CMOS)阵面处，经串口线输入外置计算机记录目标溶液的实时全息干涉条纹图样，待条纹图样稳定后，记录该条纹图样(液体注满盛液器皿的初始阶段，由于液体流动，其条纹图样并不稳定，在一定时间后，其条纹趋于稳定)。按照上述程序，在保持同样的测试条件下，先获得目标标准液体相应的条纹图样，以其作为分析基准(也可提前记录标准液体的全息条纹图样作为基准存入计算机)；而后再将所需检测的目标样品液体的全息干涉条纹图样，与基准图样相减得相应的条纹图，依照相应的条纹数评判标准，对样品品质进行判定。本实用新型具备下列优点和效果本实用新型克服传统的溶解品质检测的缺陷，避免了多次采用化学手段检测，且比其他方法有更广泛的应用范围，适用于对酒、药品、农药、化学药剂等各种液体的检测，且具有很高的检测精确度。(I)该基于光学全息技术的液体检测装置可实现无损检测；在检测过程中，不需要多次添加化学试剂来进行检测；(2)该基于光学全息技术的液体检测装置具有广泛适用性。该装置可对各种液体进行检测，只需依照不同液体制定不同条纹图像标准，不需要更换部件；(3)由于检测是波长数量级的，该基于光学全息技术的液体检测装置具有很高的检测精度。在检测过程中，样品液体与标准液体的品质差别能被反映在照射激光的半波长级别，具有很闻的检测精度。(4)拥有与外置计算机相连的串口，可实现与外置计算机的连接，可实现在线检测；同时便于通过计算机进行目标液体品质的各项参数(如成分变化、沉淀物等)的扩展分析。
图I为基于光学全息技术的液体检测装置的结构示意图；图2为平行光垂直入射到盛液器皿的示意图；图中，I一激光器；2—光学分束镜；3—光学反射镜；4一扩束及空间滤波装置；5—准直透镜；6—光学反射镜；7—扩束及空间滤波装置；8—准直透镜；9一盛液器皿；10—光学分束镜；11 一会聚透镜；12—光电耦合装置；13—计算机。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步说明。实施例I如图I和2，基于光学全息技术的液体检测装置包括激光器I、光学分束镜2和10、光学反射镜3和6、扩束及空间滤波装置4和7、准直透镜5和8、盛液器皿9、会聚透镜11、光电耦合装置12和计算机13 ;所述激光器I发出的光经光学分束镜2分为透射光和反射光，透射光经光学反射镜3转向传播，依次经过扩束及空间滤波装置4、准直透镜5后形成平行光垂直入射到具有光学透过性的盛液器皿9，作为物光经光学分束镜10反射；经光学分束镜2发出的反射光经光学反射镜6转向传播，依次经过扩束及空间滤波装置7、准直透镜8后形成平行光，作为参考光透射光学分束镜10 ;光学分束镜10反射的物光和透射的参考光经会聚透镜11传输至光电耦合装置12接收，再传输给计算机13 ;其中光学分束镜2、光学反射镜3、光学分束镜10均能调节倾角；光电耦合装置12为CCD器。激光器I发出的光，经其正右方的分束镜2(分数比为I: I)分为沿原光路的透射光和垂直原光路的反射光；光学透射光经反射镜3转向，垂直向下传播，依次经过扩束及空间滤波装置4、准直透镜5后形成平行光垂直入射盛液器皿9，作为物光经光学分束镜10 ;反射光经光学反射镜6转向，水平向右传播，依次经过扩束及空间滤波装置7、准直透镜8后形成平行光，作为参考光透射光学分束镜10 ;分束镜10反射的物光和其透射的参考光经会聚透镜11，由其后方的光电耦合装置12 (CCD)接收，传输给外设的计算机进行观察、记录、检测液体的干涉条纹。并与在同等条件下标准目标液体(即标准品质下的目标液体)的干涉条纹图样相减得相应的条纹图，以实现对目标溶液的品质检测；依照相应的条纹数评判标准，对各样品品质进行判定，并可通过电脑对条纹数量差别所反映出的同一液体的各项品质参数进行具体分析。实施例2基于光学全息技术的液体检测装置包括激光器I、光学分束镜2和10、光学反射镜3和6、扩束及空间滤波装置4和7、准直透镜5和8、盛液器皿9、会聚透镜11、光电耦合装置12和计算机13 ;所述激光器I发出的光经光学分束镜2分为透射光和反射光，透射光经光学反射镜3转向传播，依次经过扩束及空间滤波装置4、准直透镜5后形成平行光垂直入射到具有光学透过性的器皿盛液器皿9，作为物光经光学分束镜10反射；经光学分束镜2发出的反射光经光学反射镜6转向传播，依次经过扩束及空间滤波装置7、准直透镜8后形成平行光，作为参考光透射光学分束镜10 ;光学分束镜10反射的物光和透射的参考光经会聚透镜11传输至光电耦合装置12接收，再传输给计算机13 ;光学分束镜2、光学反射镜3、光学分束镜10均能调节倾角；光电耦合装置12为CMOS器。 使用时，将所需检测的目标液体注满盛液器皿，激光器发出的一束激光通过透反比为1:1的分束镜，分为等光强的两束激光。两束激光分别都经过反射镜，扩束、滤波、准直的光学装置；盛放液体的液体器皿所在的一路成为物光路，另一路为参考光路，物光的光程与参考的光程相等。物光与参考光相会于分束镜处，在分束镜后产生相干全息条纹，经其后的汇聚透镜成像于光电耦合装置(CMOS)阵面处，经串口线输入外置计算机记录目标溶液的实时全息干涉条纹图样，待条纹图样稳定后，记录该条纹图样。在保持同样的测试条件下，先获得目标标准液体相应的条纹图样，以其作为分析基准(也可提前记录标准液体的全息条纹图样作为基准存入计算机)；而后再将所需检测的目标样品液体的全息干涉条纹图样，与基准图样相减得相应的条纹图，依照相应的条纹数评判标准，对样品品质进行判定。
权利要求1.一种基于光学全息技术的液体检测装置，其特征在于包括激光器(I)、光学分束镜(2、10)、光学反射镜(3、6)、扩束及空间滤波装置(4、7)、准直透镜(5、8)、盛液器皿(9)、会聚透镜(11)、光电耦合装置(12)和计算机(13);所述激光器(I)发出的光经光学分束镜(2)分为透射光和反射光，透射光经光学反射镜(3)转向传播，依次经过扩束及空间滤波装置(4)、准直透镜(5)后形成平行光垂直入射到盛液器皿(9)，作为物光经光学分束镜(10)反射；经光学分束镜(2)发出的反射光经光学反射镜(6)转向传播，依次经过扩束及空间滤波装置(7)、准直透镜(8)后形成平行光,作为参考光透射光学分束镜(10);光学分束镜(10)反射的物光和透射的参考光经会聚透镜(11)传输至光电耦合装置(12)接收，再传输给计算机(13)。
2.根据权利要求I所述的基于光学全息技术的液体检测装置，其特征在于所述光学分束镜(2)、光学反射镜(3)、光学分束镜(10)均能调节倾角。
3.根据权利要求I或2所述的基于光学全息技术的液体检测装置，其特征在于所述光电耦合装置(12 )为C⑶器或CMOS器。
4.根据权利要求I或2所述的基于光学全息技术的液体检测装置，其特征在于所述盛液器皿(9)为具有光学透过性的器皿。
专利摘要本实用新型提供一种基于光学全息技术的液体检测装置，激光器发出的光经光学分束镜分为透射光和反射光，透射光经光学反射镜转向传播，依次经过扩束及空间滤波装置、准直透镜后形成平行光垂直入射到盛液器皿，作为物光经光学分束镜反射；经光学分束镜发出的反射光经光学反射镜转向传播，依次经过扩束及空间滤波装置、准直透镜后形成平行光，作为参考光透射光学分束镜；光学分束镜反射的物光和透射的参考光经会聚透镜传输至光电耦合装置接收，再传输给计算机。本实用新型克服传统的溶解品质检测的缺陷，避免了多次采用化学手段检测，且比其他方法有更广泛的应用范围，适用于对酒、药品、农药、化学药剂等各种液体的检测，且具有很高的检测精确度。
文档编号G01N21/45GK202794030SQ20122045028
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月6日 优先权日2012年9月6日
发明者员昭, 张永安, 蒋鑫巍 申请人:昆明理工大学