一種具有敞開(kāi)式溶液倉(cāng)的便攜式自動(dòng)旋光儀及測(cè)量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種物理光學(xué)檢測(cè)技術(shù)及設(shè)備，更具體地說(shuō)，涉及一種具有敞開(kāi)式溶液倉(cāng)的便攜式自動(dòng)旋光儀及測(cè)量方法。本發(fā)明解決的主要問(wèn)題，是針對(duì)野外或生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中使用，簡(jiǎn)化制樣和便攜式設(shè)計(jì)下的待測(cè)液旋光度自動(dòng)檢測(cè)。本發(fā)明所述的旋光儀整體外形呈柱狀，沿軸向的側(cè)面具有一個(gè)敞開(kāi)式的空倉(cāng)作為待測(cè)液的注入倉(cāng)，使用時(shí)可將本發(fā)明所述的旋光儀整體浸入待測(cè)溶液中，敞開(kāi)式溶液倉(cāng)注滿待測(cè)液體后自動(dòng)進(jìn)行旋光度測(cè)量。
【專利說(shuō)明】一種具有敞開(kāi)式溶液倉(cāng)的便攜式自動(dòng)旋光儀及測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種物理光學(xué)檢測(cè)設(shè)備及技術(shù)，更具體地說(shuō)，涉及一種具有敞開(kāi)式溶液倉(cāng)的便攜式自動(dòng)旋光儀及測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]旋光儀是測(cè)定物質(zhì)旋光度的儀器。通過(guò)對(duì)樣品旋光度的測(cè)量，可以分析確定物質(zhì)的濃度、含量及純度等。廣泛應(yīng)用于制藥、食品，以及化工、石油等工業(yè)生產(chǎn)，環(huán)境檢測(cè)和科研、教學(xué)部門，用于化驗(yàn)分析或過(guò)程質(zhì)量控制。現(xiàn)有設(shè)計(jì)中需要將待檢物取樣并放入儀器配套的容器中，在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行分析測(cè)量。取樣、制樣及在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行測(cè)量所需時(shí)間較長(zhǎng)，不利于及時(shí)掌握待測(cè)物的質(zhì)量狀況。然而現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題是生產(chǎn)和監(jiān)測(cè)部門需要在野外或生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)條件下準(zhǔn)確快捷地對(duì)待檢溶液進(jìn)行旋光檢測(cè)。因此，需要開(kāi)發(fā)一種操作簡(jiǎn)單，無(wú)需制樣，易于在現(xiàn)場(chǎng)條件下使用的便攜式自動(dòng)旋光儀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明需要解決的主要問(wèn)題是，針對(duì)在野外或生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境使用，簡(jiǎn)化制樣和便攜式設(shè)計(jì)下的待測(cè)液旋光度自動(dòng)檢測(cè)。
[0004]本發(fā)明所述的旋光儀有耐腐蝕的高分子聚合物外殼，防滲水防腐蝕。整體外形呈柱狀，沿軸向的側(cè)面具有一個(gè)敞開(kāi)式的空倉(cāng)作為待測(cè)液的注入倉(cāng)，方便攜帶。使用時(shí)可將本發(fā)明所述的旋光儀整體浸入待測(cè)溶液中，敞開(kāi)式溶液倉(cāng)注滿待測(cè)液體后自動(dòng)進(jìn)行旋光度測(cè)量。
[0005]儀器一端有開(kāi)關(guān)和顯示屏，用于操作儀器工作和讀取測(cè)量數(shù)據(jù)。
[0006]測(cè)量光路部分由白色激光二極管、準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡、起偏鏡、檢偏鏡、光敏二極管組成，光線經(jīng)過(guò)起偏鏡轉(zhuǎn)變?yōu)榫€偏光后，步進(jìn)電機(jī)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)檢偏鏡的偏振方向使與穿過(guò)待測(cè)溶液線偏光的振動(dòng)方向垂直，使光敏二極管檢測(cè)到的光信號(hào)最小。
[0007]當(dāng)溶液倉(cāng)注滿待測(cè)溶液時(shí)，溶液使穿過(guò)溶液倉(cāng)的線偏光發(fā)生振動(dòng)方向偏轉(zhuǎn)，這就是旋光效應(yīng)。這促使單片機(jī)控制電機(jī)改變檢偏鏡角度，檢偏鏡的偏轉(zhuǎn)角度既為旋光度。通過(guò)記錄步進(jìn)電機(jī)的步數(shù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算獲得旋光度，顯示在儀器一端的液晶屏幕上。旋光度的記錄方法為:旋光度=步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)*每一步代表的旋轉(zhuǎn)角度。
[0008]本發(fā)明以鋰離子電池作為電源，具有完整的內(nèi)置電路，可維持操作現(xiàn)場(chǎng)較長(zhǎng)時(shí)間的使用并可充電后重復(fù)使用。步進(jìn)電機(jī)通過(guò)一對(duì)嚙合斜齒輪與檢偏鏡相連，傳動(dòng)過(guò)程平穩(wěn)，增加測(cè)量的精確度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖中1.白色激光二極管，2.準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡，3.起偏鏡，401.402.透明玻璃片，5.敞開(kāi)式溶液倉(cāng)，6.檢偏鏡，7.光敏二極管，8.電源，9.一對(duì)嚙合斜齒輪，10.步進(jìn)電機(jī)，11.單片機(jī)，12.液晶顯示屏，13.外殼。
【具體實(shí)施方式】
[0011]啟動(dòng)儀器后，將本發(fā)明所述的具有敞開(kāi)式溶液倉(cāng)的便攜式自動(dòng)旋光儀浸入待測(cè)液體中，待測(cè)液體需浸沒(méi)外殼(13 )，此時(shí)液體灌滿敞開(kāi)式溶液倉(cāng)(5 )。
[0012]圖1中鋰離子電池電源(8)接入電路，白色激光二極管光源(I)發(fā)光，通過(guò)準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡(2 )和線偏振透鏡制作的起偏鏡(3 )，穿過(guò)透明玻璃片(401)、溶液倉(cāng)(5 )中的待測(cè)液、透明玻璃片(402)、線偏振透鏡制作的檢偏鏡(6)入射到光敏二極管(7)上。
[0013]光線經(jīng)過(guò)起偏鏡轉(zhuǎn)變?yōu)榫€偏振光，穿過(guò)待測(cè)溶液時(shí)偏振光的偏振方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)檢偏鏡(6)使設(shè)計(jì)的偏振光透過(guò)角度與測(cè)量光偏振角度垂直時(shí)，光敏二極管(7)流過(guò)的電流最小。單片機(jī)(11)記錄檢偏鏡旋轉(zhuǎn)的角度，這就是旋光度。
[0014]當(dāng)檢偏鏡(6)設(shè)計(jì)的偏振光透過(guò)角度未與測(cè)量光偏振角度垂直時(shí)，單片機(jī)(11)接收光敏二極管(7 )信號(hào)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)(10 )通過(guò)一對(duì)嚙合斜齒輪(9 )帶動(dòng)檢偏鏡(6 )旋轉(zhuǎn)，并最終使光敏二極管(7)通過(guò)電流最小。
[0015]旋光度的記錄方法為:旋光度=步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)*每一步代表的旋轉(zhuǎn)角度。
[0016]待測(cè)溶液的旋光度最終顯示在本發(fā)明所述的便攜式自動(dòng)旋光儀一端的液晶屏幕
(12)上。若能夠確定此時(shí)待測(cè)液體的成分，則能通過(guò)測(cè)得的旋光度、溶液倉(cāng)(5)長(zhǎng)度、環(huán)境溫度和待測(cè)溶液比旋度求得待測(cè)溶液濃度。若不能確定待測(cè)溶液成分，可根據(jù)旋光度定性判斷溶液中所含旋光性物質(zhì)多少。
【權(quán)利要求】
1.自動(dòng)旋光檢測(cè)方法，其特征在于: 1)白色激光二極管發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡和線偏振透鏡(起偏鏡)后成為線偏振光; 2)光線穿過(guò)溶液倉(cāng)和另一片線偏振透鏡(檢偏鏡)后匯聚在光敏二極管上； 3)當(dāng)光敏二極管感受到的光信號(hào)最小時(shí)，檢偏鏡旋轉(zhuǎn)的角度作為旋光度顯示在液晶屏幕上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)旋光檢測(cè)方法，其特征在于檢偏鏡的旋轉(zhuǎn)由步進(jìn)電機(jī)控制，其旋轉(zhuǎn)角度或旋光度的計(jì)算方法為:旋光度=步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)步數(shù)*每步代表的旋轉(zhuǎn)角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動(dòng)旋光檢測(cè)方法，其特征在于單片機(jī)獲得光敏二極管信號(hào)后控制步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的自動(dòng)旋光檢測(cè)方法，溶液倉(cāng)為敞開(kāi)式，使用時(shí)需要整體浸入待測(cè)溶液中。
5.具有敞開(kāi)式溶液倉(cāng)的便攜式自動(dòng)旋光儀，包含外殼、光源、準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡、起偏鏡、溶液倉(cāng)、檢偏鏡、電源、步進(jìn)電機(jī)、液晶顯示屏，其特征在于外形呈柱狀，側(cè)面敞開(kāi)式內(nèi)凹空倉(cāng)作為溶液倉(cāng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有敞開(kāi)式溶液倉(cāng)的便攜式自動(dòng)旋光儀，其特征在于線偏光透鏡作為起偏鏡和檢偏鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的具有敞開(kāi)式溶液倉(cāng)的便攜式自動(dòng)旋光儀，其特征在于步進(jìn)電機(jī)通過(guò)一對(duì)嚙合斜齒輪驅(qū)動(dòng)檢偏鏡旋轉(zhuǎn)角度。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的具有敞開(kāi)式溶液倉(cāng)的便攜式自動(dòng)旋光儀，其特征在于單片機(jī)作為信號(hào)處理和控制機(jī)構(gòu)，根據(jù)光敏二極管電流的強(qiáng)弱控制步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有敞開(kāi)式溶液倉(cāng)的便攜式自動(dòng)旋光儀，其特征在于液晶顯示屏在柱狀外殼的一端，在一次測(cè)量結(jié)束后顯示待測(cè)溶液的旋光度。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的具有敞開(kāi)式溶液倉(cāng)的便攜式自動(dòng)旋光儀，其特征在于鋰離子電池作為電源。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所訴的具有敞開(kāi)式溶液倉(cāng)的便攜式自動(dòng)旋光儀，其特征在于溶液倉(cāng)兩側(cè)擋板為透明玻璃。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有敞開(kāi)式溶液倉(cāng)的便攜式自動(dòng)旋光儀，其特征在于具有塑料外殼，可防滲水、防腐蝕。
【文檔編號(hào)】G01N21/21GK103837479SQ201410117457
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】周培聰, 楊雍福, 熊真 申請(qǐng)人:江西農(nóng)業(yè)大學(xué)