一种基于旋光度测量透明液体浓度的装置

本技术属于液体浓度测量装置设计，尤其涉及一种基于旋光度测量透明液体浓度的装置。

背景技术：

1、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。

2、传统测量液体浓度的方法主要有比重法、化学分析法、超声波法和光学方法等。其中，光学方法通常是采用光学系统和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，另一部分至电子耦合器件ccd，将其输出信号送至计算机，得到浓度值；但上述光学方法进行浓度的测量虽然方便快捷，但容易存在读数误差导致浓度测量不准确，且光路复杂，成本相对较高，易受环境影响；

3、偏振光通过某些晶体或物质的溶液时，其振动面以光的传播方向为轴线发生旋转的现象，称为旋光现象；旋光物质能使偏振光的振动面旋转一定角度，当有一束线偏振光通过某些透明物质时，其偏振方向会转过一定的角度并发生旋光现象，利用旋光溶液的旋光性，通过对透明溶液旋光度的测量，能够分析确定透明液体的浓度。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种基于旋光度测量透明液体浓度的装置，根据旋光度与蔗糖溶液浓度的函数关系，利用激光光源通过未知浓度的透明溶液，并使用功率计得到衰减后的光强，解决了现有技术通过光学方法测量透明溶液浓度精度不足且成本过高的问题。

2、为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：

3、本发明提供的一种基于旋光度测量透明液体浓度的装置，包括依次设置于载物台上的激光光源、起偏器、石英比色皿、检偏器和激光功率计；

4、利用所述激光光源发射激光；利用起偏器处理激光，得到第一偏振光；利用盛放有透明液体的石英比色皿处理第一偏振光，得到旋光转角光；利用检偏器处理旋光转角光，得到第二偏振光；利用激光功率计监测第二偏振光的激光功率。

5、进一步地，所述激光光源、起偏器、石英比色皿、检偏器和激光功率计的受光探头的中心位置均等高同轴。

6、进一步地，所述激光光源采用波长为633nm的红色半导体激光器。

7、进一步地，所述起偏器和检偏器均采用通光孔径为22mm，厚度为2mm，消光比为500:1的偏振器；所述起偏器所在平面与检偏器所在平面相互平行；所述起偏器与检偏器的偏振角度相互垂直。

8、进一步地，所述石英比色皿采用光程为10cm，透光率大于80％，适用波长范围为200nm-2500nm，透光玻璃厚度为1.25mm，长、宽、高分别为12.5mm、102.5mm、45mm的透明石英比色皿。

9、进一步地，所述激光功率计包括受光探头和与受光探头连接的激光功率计主机；

10、所述受光探头采用硅光电二极管；

11、所述激光功率计主机采用测量范围为0μw-39.99mw，激光波长范围为400nm，测量精度为±5％的光学功率计主机。

12、本实用新型的有益效果为：本实用新型提供的一种基于旋光度测量透明液体浓度的装置，光学原理设计新颖，不受实验条件局限，易于实现清晰的旋光现象，实验装置成本较低，环保节能，可循环使用，有较高的测量精度。

技术特征：

1.一种基于旋光度测量透明液体浓度的装置，其特征在于，包括依次设置于载物台上的激光光源(1)、起偏器(2)、石英比色皿(3)、检偏器(4)和激光功率计(5)；

2.根据权利要求1所述的基于旋光度测量透明液体浓度的装置，其特征在于，所述激光光源(1)、起偏器(2)、石英比色皿(3)、检偏器(4)和激光功率计(5)的受光探头的中心位置均等高同轴。

3.根据权利要求1所述的基于旋光度测量透明液体浓度的装置，其特征在于，所述激光光源(1)采用波长为633nm的红色半导体激光器。

4.根据权利要求1所述的基于旋光度测量透明液体浓度的装置，其特征在于，所述起偏器(2)和检偏器(4)均采用通光孔径为22mm，厚度为2mm，消光比为500:1的偏振器；所述起偏器(2)所在平面与检偏器(4)所在平面相互平行；所述起偏器(2)与检偏器(4)的偏振角度相互垂直。

5.根据权利要求1所述的基于旋光度测量透明液体浓度的装置，其特征在于，所述石英比色皿(3)采用光程为10cm，透光率大于80％，适用波长范围为200nm-2500nm，透光玻璃厚度为1.25mm，长、宽、高分别为12.5mm、102.5mm、45mm的透明石英比色皿(3)。

6.根据权利要求1所述的基于旋光度测量透明液体浓度的装置，其特征在于，所述激光功率计(5)包括受光探头和与受光探头连接的激光功率计主机；

技术总结
本技术公开了一种基于旋光度测量透明液体浓度的装置，属于液体浓度测量装置设计技术领域，包括依次设置于载物台上的激光光源、起偏器、石英比色皿、检偏器和激光功率计；利用所述激光光源发射激光；利用起偏器处理激光，得到第一偏振光；利用盛放有透明液体的石英比色皿处理第一偏振光，得到旋光转角光；利用检偏器处理旋光转角光，得到第二偏振光；利用激光功率计监测第二偏振光的激光功率；本技术根据旋光度与透明溶液浓度的函数关系，利用激光光源通过未知浓度的透明溶液，并使用功率计得到衰减后的光强，解决了现有技术通过光学方法测量透明溶液浓度精度不足且成本过高的问题。

技术研发人员：郭发全,王雪,王宋璐,孙吉宏,吴子豪,张宇,韩晓静
受保护的技术使用者：沈阳城市学院
技术研发日：20221228
技术公布日：2024/1/13