[发明专利]一种测量流体界面性质的传感器

权利要求书

1.一种测量流体界面性质的传感器，其特征在于：利用反射式光散射法原理，非接触地测量各种流体界面热物理性质；

所述测量流体界面性质的传感器，包括两个零级1/2玻片、三个偏振分光棱镜、五个反射镜、一个零级1/4玻片、三个光挡、一个线性滤光片、一个合束镜、一个光阑；

探测光和参考光分别从两侧进入传感器中，通过零级1/2玻片和偏振分光棱镜调整两束光的偏振态和光强度，参考光经线性滤光片进一步衰减；反射镜安装在一个沿垂直于纸面方向转动的高精度转台上，转台安装在沿垂直于纸面方向移动的一维位移台上，通过偏振分光棱镜将水平偏振状态的入射光反射至流体液面，在偏振分光棱镜和流体液面之间放置零级1/4玻片，使圆偏振的散射光信号经液面反射之后改变偏振的方向，通过零级1/4玻片后将偏振状态调整为垂直偏振，进而在偏振分光棱镜处实现99%的透射；散射光在合束镜处与参考光叠加混频，参考光的偏振状态由零级1/2玻片和偏振分光棱镜组合调整，由线性滤光片进一步衰减；混频以后的信号光经由光阑进入探测器。

2.根据权利要求1所述的测量流体界面性质的传感器，其特征在于：参考光的衰减范围为0~10^-4。

3.根据权利要求1所述的测量流体界面性质的传感器，其特征在于：反射镜的反射率为99%，且反射镜镜片表面光洁度应达到λ₀/10，λ₀为激光波长。

4.一种测量流体界面性质的传感器，其特征在于：利用反射式光散射法原理，非接触地测量各种流体界面热物理性质；

所述测量流体界面性质的传感器，包括反射镜、分光平片、两个光挡、线性滤光片、合束镜、光阑；

探测光经反射镜后，偏振状态调整为水平偏振；反射镜被安装在高精度旋转台上，实现垂直于直面方向旋转以改变探测光的入射角度，高精度旋转台安装在一维垂直位移台上，使旋转台和反射镜能在垂直于纸面方向的位置调整；

所述分光平片用于设定探测光的入射角，相对于流体液面45°放置，其反射和透射比为50：50，即有50%的探测光被反射至液体表面用来激发散射，同时有50%的散射光透射进入探测器；散射光于合束镜与参考光叠加混频，并通过光阑进入探测器。

5.根据权利要求4所述的测量流体界面性质的传感器，其特征在于：在混频前，参考光的偏振状态已调整为水平偏振，且其光强度通过线性滤光片控制以实现探测条件要求。

6.根据权利要求1或4所述的测量流体界面性质的传感器，其特征在于：通过零级1/2玻片和偏振分光棱镜调整两束光的偏振态的具体操作方式为：通过转动零级1/2玻片的角度，改变线偏振光的偏振角度，进而改变水平和垂直偏振的比例，以便在偏振分光棱镜将两种不同偏振状态的光分离，同时也达到调整二者光强度的目的。

7.根据权利要求1或4所述的测量流体界面性质的传感器，其特征在于：光阑小孔的直径为1mm-2mm，探测器入口的直径为2mm，光阑至探测器的距离为3m-3.5m。