一种透明液体浓度测量装置

本发明涉及光学检验、光谱分析，具体涉及一种透明液体浓度测量装置。

背景技术：

1、溶液浓度是一项重要的计量参数，在化工、医药、食品、石油等工业部门及高校实验中，经常要测定一些液体的浓度。准确测得浓度参数，这无论是在生产部门还是高校实验中都很有实用价值。

2、常见的浓度测量方法有化学分析法、电导率测定法、光学测量法等，其中传统的光学测量方法采用等边三棱镜容器承载液体，利用分光计进行分光操作，测量出最小偏向角后根据折射定律和三棱镜几何关系推算出液体折射率，而后拟合折射率与浓度的关系，操作较为繁琐且精度欠佳。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明提供的一种透明液体浓度测量装置。本发明创新性采用光学方法测量液体浓度的方法，结合光纤光谱仪使得测量结果的准确性得到了保证；此装置样品取样量少，操作简单，可靠性较高，还有配套的温度控制系统，进一步提高了测量结果的精度。

2、为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：

3、一种透明液体浓度测量装置，包括载物台、测量臂、刻度转盘、辅助固定配件、直角三棱镜容器、光源发射部分以及光源接收部分，所述光源发射部分的发射端以及所述直角三棱镜容器均设置于所述辅助固定配件上，所述辅助固定配件固定于所述载物台上方，所述发射端的发射光线垂直入射于所述直角三棱镜容器的直角面；所述载物台顶部设置有转轴，所述测量臂以及所述刻度转盘均旋转套装于所述转轴上，所述光源接收部分的接收端设置于所述测量臂上，所述接收端与所述发射端在同一水平面上；所述直角三棱镜容器为透明容器，其用于盛装透明液体；所述发射光线在所述直角三棱镜容器的斜面上的出射点与所述转轴的轴心在同一竖直线上。

4、优选地，所述刻度转盘包括固定盘、套筒和旋转盘，所述套筒同轴固定于所述固定盘顶部，所述套筒和所述固定盘一起套装旋转于所述转轴上，所述套筒顶部与所述直角三棱镜容器对应位置的辅助固定配件固定连接，所述旋转盘旋转套装于所述固定盘外缘；所述旋转盘上设置有游标，用于测量所述接收端的偏转角度。

5、优选地，所述辅助固定配件包括支撑杆和固定件，所述固定件通过所述支撑杆设置于所述载物台上方，所述固定件包括延伸臂、第一限位安装板和安装槽，所述延伸臂一端与所述支撑杆顶部固定连接，另一端与所述安装槽固定连接，所述安装槽用于嵌置所述直角三棱镜容器并与之相适配，所述第一限位安装板上开设有用于安装所述发射端的第一通孔。

6、优选地，还包括用于调控所述透明液体温度的温控组件。

7、进一步优选地，所述温控组件包括单片机、加热棒、测温棒和端盖，所述端盖可放置于所述直角三棱镜容器顶部并与之相适配，所述加热棒与所述测温棒均嵌置于所述端盖上并均与所述透明液体接触，所述加热棒与所述测温棒均与所述单片机电性连接。

8、优选地，所述光源发射部分包括激光光源、光纤和发射端，所述发射端通过所述光纤与所述激光光源电性连接。

9、优选地，所述光源接收部分包括光纤光谱仪、光纤和接收端，所述接收端通过所述光纤与所述光纤光谱仪电性连接。

10、优选地，所述直角三棱镜容器的光线入射面和光线出射面夹角为30°。

11、本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

12、(1)本装置采用透明的直角三棱镜容器作为溶液载体，采样量少，能实现便捷高效测量液体浓度的目标。

13、(2)本装置采用光纤光谱仪进行光谱分析，测量结果的精度得到了保障。

14、(3)本装置采用温控组件，测量时可以控制溶液温度并保持恒温，进一步降低了测量时的误差。

15、(4)本装置采用的测量方法只涉及偏转角一个参数而非最小偏向角，无需分光操作，方法简单有效，装置整体模块化，拆卸方便，测量结果准确直观。

技术特征：

1.一种透明液体浓度测量装置，其特征在于：包括载物台(1)、测量臂(2)、刻度转盘(3)、辅助固定配件(4)、直角三棱镜容器(5)、光源发射部分以及光源接收部分，所述光源发射部分的发射端以及所述直角三棱镜容器(5)均设置于所述辅助固定配件(4)上，所述辅助固定配件(4)固定于所述载物台(1)上方，所述发射端的发射光线垂直入射于所述直角三棱镜容器(5)的直角面；所述载物台(1)顶部设置有转轴(11)，所述测量臂(2)以及所述刻度转盘(3)均旋转套装于所述转轴(11)上，所述光源接收部分的接收端设置于所述测量臂(2)上，所述接收端与所述发射端在同一水平面上；所述直角三棱镜容器(5)为透明容器，其用于盛装透明液体；所述发射光线在所述直角三棱镜容器(5)的斜面上的出射点与所述转轴(11)的轴心在同一竖直线上。

2.根据权利要求1所述的透明液体浓度测量装置，其特征在于：所述刻度转盘(3)包括固定盘(31)、套筒(32)和旋转盘(33)，所述套筒(32)同轴固定于所述固定盘(31)顶部，所述套筒(32)和所述固定盘(31)一起套装旋转于所述转轴(11)上，所述套筒(32)顶部与所述直角三棱镜容器(5)对应位置的辅助固定配件(4)固定连接，所述旋转盘(33)旋转套装于所述固定盘(31)外缘；所述旋转盘(33)上设置有游标，用于测量所述接收端的偏转角度。

3.根据权利要求1所述的透明液体浓度测量装置，其特征在于：所述辅助固定配件(4)包括支撑杆(41)和固定件(42)，所述固定件(42)通过所述支撑杆(41)设置于所述载物台(1)上方，所述固定件(42)包括延伸臂(421)、第一限位安装板(422)和安装槽(423)，所述延伸臂(421)一端与所述支撑杆(41)顶部固定连接，另一端与所述安装槽(423)固定连接，所述安装槽(423)用于嵌置所述直角三棱镜容器(5)并与之相适配，所述第一限位安装板(422)上开设有用于安装所述发射端的第一通孔(424)。

4.根据权利要求1所述的透明液体浓度测量装置，其特征在于：还包括用于调控所述透明液体温度的温控组件。

5.根据权利要求4所述的透明液体浓度测量装置，其特征在于：所述温控组件包括单片机、加热棒、测温棒和端盖，所述端盖可放置于所述直角三棱镜容器(5)顶部并与之相适配，所述加热棒与所述测温棒均嵌置于所述端盖上并均与所述透明液体接触，所述加热棒与所述测温棒均与所述单片机电性连接。

6.根据权利要求1所述的透明液体浓度测量装置，其特征在于：所述光源发射部分包括激光光源、光纤和发射端，所述发射端通过所述光纤与所述激光光源电性连接。

7.根据权利要求1所述的透明液体浓度测量装置，其特征在于：所述光源接收部分包括光纤光谱仪、光纤和接收端，所述接收端通过所述光纤与所述光纤光谱仪电性连接。

8.根据权利要求1所述的透明液体浓度测量装置，其特征在于：所述直角三棱镜容器(5)的光线入射面和光线出射面夹角为30°。

技术总结
本发明公开一种透明液体浓度测量装置，包括载物台、测量臂、刻度转盘、辅助固定配件、直角三棱镜容器、光源发射部分以及光源接收部分，光源发射部分的发射端以及直角三棱镜容器均设置于辅助固定配件上，辅助固定配件固定于载物台上方，发射端的发射光线垂直入射于直角三棱镜容器的直角面；载物台顶部设置有转轴，测量臂以及刻度转盘均旋转套装于转轴上，光源接收部分的接收端设置于测量臂上，接收端与发射端在同一水平面上；直角三棱镜容器为透明容器，其用于盛装透明液体；发射光线在直角三棱镜容器的斜面上的出射点与转轴的轴心在同一竖直线上。本发明创新性采用光学方法测量液体浓度的方法，结合光纤光谱仪使得测量结果的准确性得到了保证。

技术研发人员：孙嘉庆,陈王宾,姚陆锋
受保护的技术使用者：中国人民解放军海军工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13