[发明专利]非透射固体表面尿素水溶液液膜多参数的测量装置及方法

权利要求书

1.一种非透射固体表面尿素水溶液液膜多参数的同步测量装置，用于同步测量尿素水溶液液膜的多个参数，其特征在于，包括：

四个激光光源，用于产生四束波长不同的激光；

波分复用器，对所述四束激光进行耦合形成一束发散光；

准直器，将所述发散光形成平行光并进行聚焦；

非透射固体表面，用于承载尿素水溶液液膜；

凸透镜，对所述液膜表面的光以及所述非透射固体表面的光进行聚焦；

积分球，具有入口以及出口，所述入口用于收集所述凸透镜聚焦的光；所述出口用于将所述积分球内多次反射的光输出；

多模光纤，对所述积分球输出的光进行进行传输；

非球面镜，用于增大所述多模光纤传输的光的直径；

光栅，将经过所述非球面镜的光进行分束，分成四束波长不同的光；

光谱采集构件，用于接收四束所述光的强度，以及

计算机，与所述光谱采集构件连接，对四束所述光进行分析，得到所述尿素水溶液液膜的多个参数。

2.根据权利要求1所述的非透射固体表面尿素水溶液液膜多参数的同步测量装置，其特征在于，还包括：

透镜组，

其中，该透镜组位于所述积分球以及所述光膜多纤之间，用于对所述积分球输出的光进行聚焦。

3.根据权利要求1所述的非透射固体表面尿素水溶液液膜多参数的同步测量装置，其特征在于：

其中，四个所述激光光源均为半导体激光器。

4.根据权利要求1所述的非透射固体表面尿素水溶液液膜多参数的同步测量装置，其特征在于：

其中，所述光谱采集构件为四个光电探测器。

5.根据权利要求1所述的非透射固体表面尿素水溶液液膜多参数的同步测量装置，其特征在于：

其中，所述多个参数为所述尿素水溶液液膜的厚度、温度、浓度以及其他因素造成的光强衰减。

6.一种如权利要求1所述的非透射固体表面尿素水溶液液膜多参数的同步测量装置的测量方法，其特征在于，包括：

采用四个激光光源产生四束波长为V₁、V₂、V₃、V₄的激光；

采用波分复用器对所述四束激光进行耦合形成一束发散光；

采用准直器将所述发散光形成平行光并进行聚焦；

采用非透射固体表面承载尿素水溶液液膜，记录非透射固体表面的反射光强I_ti(i＝1,2,3,4)；

采用凸透镜对所述液膜表面的光以及所述非透射固体表面的光进行聚焦；

采用具有入口以及出口的积分球，所述入口用于收集所述凸透镜聚焦的光；所述出口用于将所述积分球内多次反射的光输出；

采用多模光纤对所述积分球输出的光进行进行传输；

采用非球面镜增大所述多模光纤传输的光的直径；

采用光栅将经过所述非球面镜的光进行分束，分成四束波长为V₁、V₂、V₃、V₄的光；

采用光谱采集构件接收所述四束波长为V₁、V₂、V₃、V₄的光的强度，并记录光的背景光光强I_oi(i＝1,2,3,4)，以及

采用与所述光谱采集构件连接计算机，对四束所述光的反射光强I_ti(i＝1,2,3,4)以及背景光光强I_oi(i＝1,2,3,4)进行分析，通过联立以下公式：

ItiI0i=(1-u)exp(-Ki·d),i=(1,2,3,4)]]>

K_i＝f(T),i＝(1,2)

K_i＝f(c),i＝3

得到所述尿素水溶液液膜的多个参数，所述多个参数为所述尿素水溶液液膜的厚度、温度、浓度以及其他因素造成的光强衰减，

其中，上述公式中I_ti为反射光强、I_oi为背景光光强、T为温度、d为厚度、c为浓度、u为其他因素造成的光强衰减。