專利名稱：一種高精度在線數(shù)字折光儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種折光儀，尤其涉及一種高精度在線數(shù)字折光儀，屬于液體濃度、折射率測量裝置領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
折射率與溶液濃度緊密相關(guān)，折光率的測量是測量溶液、乳化液濃度的常用方法。 目前市場上及廠礦廣泛使用的均是手持式的折光儀，通過目鏡肉眼讀數(shù)測量，由于人工讀數(shù)誤差難以避免，且只能抽樣測量，效率較低；而實驗室中使用的數(shù)字化折光儀，和傳統(tǒng)目視方法一樣都受采樣限制，無法適應(yīng)現(xiàn)場連續(xù)、實時測量的需要；高精度的數(shù)字折光儀受光路影響，體積較大。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中折光儀存在的上述不足，提供一種高精度在線數(shù)字折光儀。本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種高精度在線數(shù)字折光儀包括折光儀本體和設(shè)置于其上的光源控制電路板、棱鏡、至少兩個反射鏡、CCD圖像傳感器以及信號處理電路板；所述光源控制電路板上固定有光源，所述至少兩個反射鏡沿折光儀本體的高度方向上左右交錯排列在測光儀本體相對的兩個側(cè)壁上，所述棱鏡用于將光源發(fā)出的光線射向反射鏡，所述反射鏡用于將從棱鏡出射的光線多次反射后射向CCD圖像傳感器， 所述光源控制電路板和信號處理電路板之間電連接，所述信號處理電路板和CCD圖像傳感器之間電連接。本實用新型的有益效果是本實用新型高精度在線數(shù)字折光儀完全克服了現(xiàn)有技術(shù)目視讀數(shù)誤差的影響，實現(xiàn)了一定范圍折射率的實時在線測量，并通過光路的設(shè)計大大縮小了傳感器的尺寸，適用于油品測量、糖分測量等應(yīng)用。通過在線測量液體的濃度，可以滿足多種工業(yè)控制場合的過程控制需要。如通過對礦山、鋼廠、機加工廠中的乳化液濃度實時測量，既可以保證裝備的良好潤滑，又可避免乳化液原液的浪費，從而降低生產(chǎn)成本， 保護裝備安全。再如通過對啤酒等發(fā)酵液的折射率的測量，可以掌握發(fā)酵程度，從而更好的控制產(chǎn)品質(zhì)量。再如通過對乳品原奶的折射率測量，可以對摻水原奶進行實時監(jiān)控。再如制糖業(yè)對于原糖及過程中液體糖分含量的測量，可以更好的控制制糖過程，避免能源的浪費。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實用新型還可以做如下改進。進一步，所述棱鏡的表面具有多層增透膜。進一步，所述反射鏡通過反射鏡安裝底座固定在折光儀本體的內(nèi)部，所述CCD圖像傳感器通過CCD圖像傳感器固定座固定在折光儀本體的內(nèi)部。進一步，所述反射鏡通過反射鏡滑槽安裝在折光儀本體的內(nèi)部并和折光儀本體之間滑動連接，所述CCD圖像傳感器通過CCD圖像傳感器滑槽安裝在折光儀本體的內(nèi)部并和折光儀本體之間滑動連接。采用上述方案的有益效果是所述反射鏡和CXD圖像傳感器可以滑槽內(nèi)并通過滑槽改變在折光儀本體內(nèi)的位置，從而更好的改變光線的傳播方向及反射角度。進一步，所述棱鏡為三角棱鏡或梯形棱鏡，所述光源發(fā)出的光線經(jīng)過棱鏡的入射面后再經(jīng)出射面射向反射鏡的表面，所述棱鏡的入射面和出射面之間的夾角為直角。進一步，所述折光儀包括兩個反射鏡分別為第一反射鏡和第二反射鏡，所述棱鏡位于光源控制電路板和第一反射鏡之間，用于將光源發(fā)出的光線射向第一反射鏡；所述第一反射鏡設(shè)置在棱鏡的右下方，用于將棱鏡出射的光線進行反射并射向第二反射鏡；所述第二反射鏡設(shè)置在第一反射鏡的左下方，用于將第一反射鏡反射的光線進行反射并射向 CXD圖像傳感器；所述CXD圖像傳感器設(shè)置在第二反射鏡的右下方。進一步，所述第一反射鏡和第二反射鏡之間的水平距離為50mm 200mm。進一步，所述第二反射鏡和CXD圖像傳感器之間的水平距離為50mm 200mm，所述 CCD圖像傳感器的角度可以調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)角度范圍90度。進一步，還包括自動清洗裝置，所述自動清洗裝置位于棱鏡的上方并安裝在折光儀本體上，所述自動清洗裝置和光源控制電路板之間電連接。進一步，還包括溫度補償裝置，所述溫度補償裝置固定于折光儀本體的外表面上并與折光儀本體內(nèi)的液體直接接觸，所述溫度補償裝置和光源控制電路板之間電連接。

圖1為本實用新型高精度在線數(shù)字折光儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。圖1為本實用新型高精度在線數(shù)字折光儀的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，所述高精度在線數(shù)字折光儀包括折光儀本體12和固定于其上的光源控制電路板1、自動清洗裝置3、 棱鏡4、第一反射鏡5、第二反射鏡11、CXD圖像傳感器7以及信號處理電路板9 ；所述光源控制電路板1上固定有光源2，所述棱鏡4位于光源控制電路板1和第一反射鏡5之間，所述光源2發(fā)出的光線經(jīng)過棱鏡4后射向第一反射鏡5的表面并進行反射；所述第一反射鏡 5和第二反射鏡11相對設(shè)置，所述由第一反射鏡5反射的光線射向第二反射鏡11的表面并進行反射；所述CCD圖像傳感器7和第二反射鏡11相對設(shè)置并位于第二反射鏡11的右下方，所述由第二反射鏡11反射的光線射向CCD圖像傳感器7 ；所述光源控制電路板1和信號處理電路板9之間電連接，所述信號處理電路板9和CXD圖像傳感器7之間電連接。所述光源控制電路板1和棱鏡4位于第二反射鏡11的上方。所述信號處理電路板9位于第二反射鏡11和CXD圖像傳感器7的下方。所述自動清洗裝置3位于棱鏡4的上方并和光源控制電路板1之間電連接。所述第一反射鏡5通過第一反射鏡安裝底座6安裝在折光儀本體12的內(nèi)部，所述第二反射鏡11通過第二反射鏡安裝底座10安裝在折光儀本體12的內(nèi)部，所述CCD圖像傳感器7通過CXD圖像傳感器固定座8安裝在折光儀本體12的內(nèi)部。所述光源2為可調(diào)節(jié)發(fā)光角度的光源。所述自動清洗系統(tǒng)3用于對光學(xué)透鏡表面污物進行自動清洗，保證長期免維護。所述折光儀還具有對外的數(shù)字接口，實現(xiàn)了數(shù)字化傳感器，有效避免了傳輸導(dǎo)線上的干擾。所述棱鏡4為梯形棱鏡，所述光源發(fā)出的光線經(jīng)過棱鏡4的入射面后再經(jīng)出射面射向第一反射鏡的表面，所述棱鏡4的入射面和出射面之間的夾角為直角。所述棱鏡4的表面具有多層增透膜，可以避免玻璃折射率變化的影響。所述第一反射鏡5和第二反射鏡11之間的水平距離為50mm 200mm。所述第二反射鏡11和CXD圖像傳感器7之間的水平距離為50mm 200mm。所述折光儀本體12上還安裝有溫度補償裝置13，所述溫度補償裝置13可以是PT100或NTC電阻或數(shù)字式溫度傳感器，所述溫度補償裝置13固定于折光儀本體12的外表面上并與折光儀本體12外的液體直接接觸，所述溫度補償裝置13和光源控制電路板1之間電連接。本實用新型高精度在線數(shù)字折光儀通過溫度補償裝置精確測量被測液體實時溫度，對測量結(jié)果進行補償，抵消溫度對測量結(jié)果的影響。本實用新型高精度在線數(shù)字折光儀在使用時，通過可調(diào)節(jié)發(fā)光角度的光源發(fā)出的光線從棱鏡的入射面攝入，并在棱鏡的出射面上會聚后射向第一反射鏡進行反射，反射后的光線再射向第二反射鏡進行反射，反射后的光線射向CCD圖像傳感器，CCD圖像傳感器接收反射過來的光線后生成相應(yīng)的信號，再發(fā)送至信號處理電路板轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，供上位機或二次表讀取。對于一定折射率的被測液體，由于有些角度的光發(fā)生了折射，使不同角度的入射光在界面反射后，反射光的強度會有明顯的界限，探測此界限的位置，即可得到液體折射率，本實用新型通過折疊光路的方法，將原本需要40cm以上光程的光路壓縮在寬度僅為IOcm的小型箱體內(nèi)，增加光程使測量精度較同體積的同類設(shè)備提高了 1個數(shù)量級，且裝置的結(jié)構(gòu)簡單，裝配容易，安裝靈活，成本低廉。探測器陣列，探測器陣列傳出的信號經(jīng)過信號處理板處理為數(shù)字信號。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種高精度在線數(shù)字折光儀，其特征在于，所述折光儀包括折光儀本體和設(shè)置于其上的光源控制電路板、棱鏡、至少兩個反射鏡、CCD圖像傳感器以及信號處理電路板；所述光源控制電路板上固定有光源，所述至少兩個反射鏡沿折光儀本體的高度方向上左右交錯排列在測光儀本體相對的兩個側(cè)壁上，所述棱鏡用于將光源發(fā)出的光線射向反射鏡，所述反射鏡用于將從棱鏡出射的光線多次反射后射向CCD圖像傳感器，所述光源控制電路板和信號處理電路板之間電連接，所述信號處理電路板和CCD圖像傳感器之間電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度在線數(shù)字折光儀，其特征在于，所述棱鏡的表面具有多層增透膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度在線數(shù)字折光儀，其特征在于，所述反射鏡通過反射鏡安裝底座固定在折光儀本體的內(nèi)部，所述CCD圖像傳感器通過CCD圖像傳感器固定座固定在折光儀本體的內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度在線數(shù)字折光儀，其特征在于，所述反射鏡通過反射鏡滑槽安裝在折光儀本體的內(nèi)部并和折光儀本體之間滑動連接，所述CCD圖像傳感器通過 CCD圖像傳感器滑槽安裝在折光儀本體的內(nèi)部并和折光儀本體之間滑動連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度在線數(shù)字折光儀，其特征在于，所述棱鏡為三角棱鏡或梯形棱鏡，所述光源發(fā)出的光線經(jīng)過棱鏡的入射面后再經(jīng)出射面射向反射鏡的表面，所述棱鏡的入射面和出射面之間的夾角為直角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度在線數(shù)字折光儀，其特征在于，所述折光儀包括兩個反射鏡分別為第一反射鏡和第二反射鏡，所述棱鏡位于光源控制電路板和第一反射鏡之間，用于將光源發(fā)出的光線射向第一反射鏡；所述第一反射鏡設(shè)置在棱鏡的右下方，用于將棱鏡出射的光線進行反射并射向第二反射鏡；所述第二反射鏡設(shè)置在第一反射鏡的左下方，用于將第一反射鏡反射的光線進行反射并射向CCD圖像傳感器；所述CCD圖像傳感器設(shè)置在第二反射鏡的右下方。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高精度在線數(shù)字折光儀，其特征在于，所述第一反射鏡和第二反射鏡之間的水平距離為50mm 200mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高精度在線數(shù)字折光儀，其特征在于，所述第二反射鏡和CCD 圖像傳感器之間的水平距離為50mm 200mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一所述的高精度在線數(shù)字折光儀，其特征在于，還包括自動清洗裝置，所述自動清洗裝置位于棱鏡的上方并安裝在折光儀本體上，所述自動清洗裝置和光源控制電路板之間電連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一所述的高精度在線數(shù)字折光儀，其特征在于，還包括溫度補償裝置，所述溫度補償裝置固定于折光儀本體的外表面上并與折光儀本體內(nèi)的液體直接接觸，所述溫度補償裝置和光源控制電路板之間電連接。
專利摘要本實用新型涉及一種高精度在線數(shù)字折光儀。所述折光儀包括折光儀本體和設(shè)置于其上的光源控制電路板、棱鏡、至少兩個反射鏡、CCD圖像傳感器以及信號處理電路板；光源控制電路板上固定有光源，至少兩個反射鏡沿折光儀本體的高度方向上左右交錯排列在測光儀本體相對的兩個側(cè)壁上，反射鏡用于將從棱鏡出射的光線多次反射后射向CCD圖像傳感器，光源控制電路板和信號處理電路板之間電連接，信號處理電路板和CCD圖像傳感器之間電連接。本實用新型高精度在線數(shù)字折光儀完全克服了現(xiàn)有技術(shù)目視讀數(shù)誤差的影響，實現(xiàn)了一定范圍折射率的實時在線測量，并通過光路的設(shè)計大大縮小了傳感器的尺寸，適用于油品測量、糖分測量、溶液濃度測量等應(yīng)用。
文檔編號G01N21/43GK201955301SQ20112006003
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者任宏剛, 張旭, 樊昕, 蘇宇剛 申請人:北京天健創(chuàng)新儀表有限公司