[发明专利]液体折射率测量实验仪及其测量方法

说明书

技术领域

本发明属于利用光学手段，即利用红外光，可见光或紫外光来测试或分析材料技术领域，具体涉及到利用干涉量度法，利用纹影方法测试液体的折射率。

背景技术

液体折射率是光学、化工化学、生物食品等实验中必测的参数，也是工农业生产和科学研究中一项重要的计量参数。目前，液体折射率的测量可分为几何光学法和波动光学法两大类。尽管波动光学法测量精度较高，但所需仪器构成成本高、操作难度大，测量条件要求严格，且适应范围较小，所需仪器也不常用，因此，该方法更多的用于科研实验室，学生实验和工业应用都较少。几何光学法仪器构成简单、操作方便、测量条件要求低，且测量精度能满足要求，因此目前几何光学法测量折射率的应用更广泛。

阿贝折射仪作为几何光学法测量液体折射率的常用仪器，不但使用历史悠久，而且使用范围很广。但在使用过程中，阿贝折射仪仍存在以下问题：

在阿贝折射仪使用中，阿贝折射仪直接测量是临界角，临界角的测量必须有一个过程，即通过调节折射角，找出视场中临界光线对应的角度，因此该仪器属于非实时测量仪器；另外阿贝折射仪中，光学器件为两块光学棱镜，结构复杂，仪器构成成本高；其次阿贝折射仪中的直接测量量为角度，相对直线距离测量，角度测量复杂，精度也难以提高。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题在于克服上述阿贝折射仪存在的问题，提供一种结构简单、操作方便、待测液体用量少、测量精度高的液体折射率测量实验仪。

本发明所要解决的另一个技术问题在于提供一种使用液体折射率测量实验仪测量液体折射率的方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在暗盒内的下端设置有发光器件，发光器件上方暗盒上设置具有孔径为0.5～2mm通光孔的光阑，通光孔的中心线与发光器件所射出光束的中心线在同一条直线上，光阑的上表面设置有平板透射玻璃，平板透射玻璃上表面设置有下表面为光学面、上表面为毛化面的平板图像显示玻璃，暗盒的左侧加工有窗口，窗口设置有遮光盖，暗盒内的上端设置有百褶遮光纸，与暗盒连为一体的底座上设置2根立柱，2根立柱上端设置标有刻度的千分测位器，千分测位器的端部设置有手轮，手轮通过旋转平动转换机构与下半部分穿过百褶遮光纸深入到暗盒内的镜筒相联，镜筒与百褶遮光纸之间设置有密封板。

本发明的平板图像显示玻璃和平板透射玻璃的折射率n为1.5146～1.7496。

本发明的平板图像显示玻璃与平板透射玻璃的折射率相同。

本发明的平板图像显示玻璃的大小与平板透射玻璃的大小相同，平板透射玻璃的厚度h至少为平板图像显示玻璃厚度的2.5倍。

本发明的发光器件为半导体激光器或发光强度为10～100mcd的发光二极管。

本发明的镜筒为：在不透光的壳体上端设置有上平板光学玻璃、下端设置有下表面上刻有十字划线的下平板光学玻璃。

采用上述的液体折射率测量实验仪测量液体折射率的方法如下：

1、打开暗盒左侧的遮光盖，取出平板图像显示玻璃和平板透射玻璃，在平板透射玻璃的上表面用滴定管滴一滴待测液体，将平板图像显示玻璃的毛化面向上、光学面向下压在待测液体上，待测液体在平板透射玻璃与平板图像显示玻璃之间形成液膜，将平板图像显示玻璃和平板透射玻璃装入暗盒内，关闭遮光盖。

2、接通发光器件的电源，发光器件发出的可见光穿过光阑的通光孔，垂直入射透过平板透射玻璃，经过待测液体液膜进入平板图像显示玻璃，在平板图像显示玻璃的毛化面上形成以入射光点为圆心的圆形暗斑图像。

3、移动镜筒，测量圆形暗斑的直径计算半径r，按下式

nx=rnr2+4h2---(1)]]>

计算待测液体的折射率，式中n_x为待测液体的折射率、r为圆形暗斑的半径、n为平板图像显示玻璃的折射率，h为平板图像显示玻璃的厚度。对应的标准偏差为：