高精度数显折光仪优势介绍
本文介绍一种新型测量液体折射率的仪器，该仪器利用光的折射原理设计，采用半导体激光器作光源，光电位置传感器做接收器，计算机控制，带有测温系统，可进行温度修正，自动显示测量结果。该折光仪测量蔗糖溶液时，可以显示折射率、浓度、糖度、温度等。
目前，国内测量液体折射率的仪器主要有手持式折光仪及阿贝折光仪，这些仪器可以基本满足客户的测量要求，要为精确的测量的话，则还不够。应用较多的是测量蔗糖溶液的浓度，其原理是糖溶液浓度和折射率有固定的关系。测量糖液浓度大都采用折光仪和旋光仪，旋光仪测量糖溶液的不确定度要小于折光仪。但是旋光仪不能在线测量，要将糖溶液装入专用的测试管中，而且一般都是在实验室内才能测量。国外的自动折光仪的测量不确定度能达到0.0001或更小，而且体积小，密封好，可用于在线测量。看到国内在该领域的空白。
高精度数显折光仪有以下特点：
1、分辨力高，首先选择两次折射的结构使液体折射率变化引起光线的出射角度的变化大，其次位置传感器的分辨力要高，位置传感器与棱镜间的距离尽可能远，这样折光仪的灵敏度就高。为此我们选择了折射率是1.5163的镜,位置传感器的像素宽度是14μm的CCD线性接收器件,激光光束经过准直和空间滤波后是一个约1mm宽,5mm长的矩形光斑。影响分辨力的因素还有入射角,被测液体的折射率变化范围。由于液体折射率的变化与光斑位置变化不是线性关系,因此,分辨力在测量范围内是一个变量,该仪器测量范围是1.333~1.373时,折射率分辨力小于0.00003;当测量范围是1.333~1.523时,折射率分辨力小于0.00005。
折光仪的体积小,由仪器分辨力的设计可知,位置传感器上的光斑位移大小是和位置传感器与棱镜间的距离有关的,体积问题实际是位置传感器与棱镜间的距离问题。也就是在分辨力满足要求的情况下尽可能缩短这个距离。另外选用半导体激光器作光源,具有体积小,安装后不容易损坏,光线发散小,光斑质量好等优点。仪器的实际体积大约是160mm×160mm×300mm。
3、温度自动修正,液体折射率本身是随温度变化而变化的,例如,糖液的折射率随温度变化情况是在常温下温度每变化1℃,折射率变化大约在0.00006到0.00016之间。因此,在高精度测量液体折射率时,温度修正是必不可少的。我们在仪器的液槽边设置了温度传感器实时测量液体温度并给予自动修正。
4、折光仪采用单片机控制和计算,自动显示测量结果。该仪器测量蔗糖溶液浓度时,可显示折射率、浓度、糖度、温度等。
