[发明专利]一种V棱镜测量土壤折射率的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及折射率测量技术领域，尤其涉及一种V棱镜测量土壤折射率的方法及装置。

背景技术

折射率是物质的重要光学参数之一，借助折射率能了解物质的光学性能、纯度、浓度以及色散等性质，其他的一些参数(如热光系数)也与折射率密切相关。土壤是人类赖以生存的主要条件之一，其包含了土壤矿物质、有机质、微生物、水分和空气等，同时在不同的外界环境下，土壤成分的不同导致土壤折射率差异较大，因此有必要对特定的土壤样品进行折射率测量。

目前测量固体折射率的方法主要包括最小偏向角法、插针法、光干涉法和阿贝折射仪法等，目前这些方法都有各自的优缺点，最小偏向角法测量精度很高，但被测样品需是特定的三棱状；插针法测量精度较差，且要求被测样品较厚；光干涉法仅限于薄透明体，且在测量过程中，需要对待测样品和测量光路反复调整，操作复杂，且对仪器的精密要求非常高；阿贝折射仪法计算公式相对复杂，引起误差的因素较多，而且要求样品的折射率不得大于1.7，对某些样品不能使用。

若使用上述测量方法测量土壤折射率，操作复杂，且测量出的折射率精度较低，因此，找到一种简单、快速、精准地测量土壤折射率的方法一直都是折射率测量领域的重点和难点。

发明内容

本发明提供了一种V棱镜测量土壤折射率的方法及装置，以解决目前土壤折射率测量精度低、测量范围有限的问题。

第一方面，本发明提供了一种V棱镜测量土壤折射率的方法，所述方法包括：

将待测土壤样品放置于V棱镜的V形缺口处，并在所述待测土壤样品与V棱镜之间填充一层浸液

无线电磁波发射器发射垂直于所述V棱镜入射面的电磁波光束，所述电磁波光束通过所述V棱镜和待测土壤样品时发生折射，且折射后的电磁波光束通过所述V棱镜的出射面射出；

移动CCD传感器，分别记录所述CCD传感器感应到出射电磁波光束的位置坐标(x₁,y₁)和(x₂，y₂)C；

将位置坐标(x₁,y₁)和(x₂,y₂)代入公式

计算得到所述待测土壤样品的折射率n，其中n₀为V棱镜的折射率。

可选的，所述移动CCD传感器，分别记录所述CCD传感器感应到出射电磁波光束的位置坐标(x₁,y₁)和(x₂,y₂)，具体包括：

将所述CCD传感器与V棱镜出射面的水平距离x₁设置为0，记录所述CCD传感器感应到出射电磁波光束的位置坐标(0,y₁)；

水平移动所述CCD传感器，将所述CCD传感器与V棱镜出射面的水平距离x₂设置为d，记录所述CCD传感器感应到出射电磁波光束的位置坐标(d,y₂)。

第二方面，本发明提供了一种V棱镜测量土壤折射率的装置，所述装置包括沿光路依次设置的无线电磁波发射器、V棱镜和CCD传感器，其中：

所述V棱镜包括入射面和出射面，所述入射面与出射面相互平行，且所述无线电磁波发射器发出的电磁波光束垂直于所述入射面；

所述CCD传感器接收所述出射面射出的电磁波光束，且所述CCD传感器的光束接收面与所述出射面平行。

可选的，所述V棱镜为透明陶瓷V棱镜。

本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：