[发明专利]一种液体折射率自动测量的装置及方法

权利要求书

1.一种液体折射率自动测量装置，特征是，其包括激光光源(1)、激光扩束器(2)、比色皿(3)、自动抽取装置(4)、相机(5)、驱动电机(6)、双缝板(7)、计算机(8)和单缝板(9)组成；激光光源(1)发出单束激光，激光经激光扩束器(2)进行扩束后投射到单缝板(9)的单缝上，发生夫琅禾费衍射，光经衍射后投射到双缝板(7)的双缝上发生杨氏双缝干涉，在相机(5)上获得的干涉条纹；

在双缝板(7)的上单缝后面安装有比色皿(3)，比色皿(3)与自动抽取装置(4)相连接，用于呈装抽取后的待测液体；

自动抽取装置(4)、相机(5)和驱动电机(6)分别与计算机(8)连接，相机(5)与驱动电机(6)相连。

2.根据权利要求1所述的一种液体折射率自动测量装置，其特征在于，所述自动抽取装置(4)依次由容器(4-1)、小型离心泵(4-2)、流量计(4-3)、电动阀门(4-4)、控制系统(4-5)、离心泵电机(4-6)和阀门电机(4-7)组成；

所述电动阀门(4-4)与比色皿(3)相连接；控制系统(4-5)与计算机(8)连接；

控制系统(4-5)通过控制离心泵电机(4-6)和阀门电机(4-7)来控制自动抽取的开始与终止，当控制系统(4-5)下达抽取指令时，离心泵电机(4-6)和阀门电机(4-7)同时运转分别使小型离心泵(4-2)运转抽取液体、电动阀门(4-4)开启；小型离心泵(4-2)抽取出的液体经过流量计(4-3)计数反馈给控制系统(4-5)，当流量数达到5ml时控制系统(4-5)控制离心泵电机(4-6)和阀门电机(4-7)同时停止运转，分别使小型离心泵(4-2)运转抽取液体、电动阀门(4-4)关闭，抽取结束。

3.基于权利要求1所述的一种液体折射率自动测量装置的液体折射率自动测量方法，其特征是，该方法包括以下步骤：

步骤一、调零处理：

比色皿(3)中未加待测液体时，相机(5)上接收到的条纹图像传递到计算机(8)，计算机(8)判断中心主条纹是否位于相机(5)的水平中心线处，若中心主条纹位于相机(5)的上半CCD接收器，则计算机(8)控制驱动电机(6)正转使相机(5)向上移动；若中心主条纹位于相机(5)的下半CCD接收器，则计算机控制驱动电机(6)反转使相机(5)向下移动；直至中心主条纹位于相机(5)的CCD接收器的水平中心线处，且条纹上下对称，此时的对称条纹位于平衡位置，此时的条纹称为初态条纹；

步骤二、自动抽取装置(4)将待测液体抽取至比色皿(3)中；

步骤三、重复步骤一，使相机(5)的CCD接收器上的干涉条纹再次回到平衡位置，此时在相机(5)的CCD接收器上得到的条纹称为末态条纹，相机(5)的末位置相对于初始位置的距离记为ΔL；

步骤四、计算机(8)计算得到待测液体的折射率；

与ΔL相关的计算公式如下：在双缝板(7)上的狭缝S₁后加上比色皿(3)后，再进行杨氏双缝实验时，零级明纹就会上移到点P，干涉条纹均会同时整体往上发生平移；那么移过条纹的数目为：

Δm＝(n-n₀)a/λ

而条纹移动的距离则可通过ΔL＝Δm·e，且进行计算得到；

综上，

其中：ΔL为末位置与调零后的初始位置的距离差；

Δm为移过条纹的数目；

n为待测液体的折射率，n₀为空气的折射率；

a为比色皿厚度，λ为激光的波长；

e为相邻两个两条纹或暗条纹间的条纹间距，D为双缝板到CCD接收器之间的距离，d为双缝板上两双缝之间的距离，且D＞＞d。