半圆盘式液体折射率计.pdf

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编号:20181206095245081829    类型:共享资源    大小:81.02KB    格式:PDF    上传时间:2019-02-16
  
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半 圆 盘 式 液 体 折 射 率 计 !? 傅 周 仁 魁 高 应 俊 “?中 国 科 学 院 西 安 光 学 精 密 机 械 研 究 所 西 安 #? $? %? %? ? ? ?? @? A? B? ? F? G? ? B?H?F? ?? I? J? ? m? ? ?? ? m? n? o? F? o? *?p?D? ? o? ? ?? r?D? s? q? D? k? F? p?D? ?? j? ? m? k? D? o? ?q? A? B? u? j? B? D? m? D? l? j? k? F? l?m? F? v? ? l? j? B? p?D? j? D? k? ? k? D?r? D? o? l? k? F? w? D? r?F? ??r? D? j? ? F? m? F? ??j? A? F? o? q? ? q? D? k? x?G? B? B? r?t? D? ? o? F? w? F? m? F? j? n?? ?? r?q? k? ? l? j? F? l? ? m? F? j? n?B? t? j? A? F? o? k? D? t? k? ? l? u? j? B? p?D? j? D? k? ? k? D?o? ? m? k? D? o? D? ? k? l? A?? ?? r?D? s? q? D? k? F? p?D? ?? j? ? m? k? D? o? ? l? j? B? p?D? j? D? k? |?? m? t? r? F? o? l? }? A? B? j? B? D? m? D? l? j? k? F? l?o? n? o? j? D? p? ~? 引 言 折 射 率 是 液 体 在 工 农 业 生 产 和 科 学 研 究 中 一 项 重 要 的 计 量 参 数 +?对 液 体 折 射 率 的 测 量 与 控 制 在 化 工 )?制 糖 )?食 品 )?制 药 等 行 业 中 有 着 广 泛 的 应 用 *?它 是 保 证 产 品 质 量 的 重 要 技 术 手 段 +?目 前 尽 管 有 一 些 测 量 方 法 !? $? “?#? $?*? 但 光 探 头 都 比 较 复 杂 或 抗 干 扰 能 力 差 *?使 其 不 易 实 用 化 +?基 于 光 的 全 反 射 原 理 及 光 电 探 测 技 术 *?我 们 研 制 出 性 能 稳 定 )?结 构 简 单 的 液 体 折 射 率 计 +?该 折 射 率 计 既 可 以 在 实 验 室 作 为 测 量 工 具 应 用 *?也 可 以 作 为 信 号 源 系 统 和 工 控 上 位 机 联 接 实 现 工 业 自 动 控 制 +? %? 折 射 率 计 的 工 作 原 理 %? ?&? ? 4? 4? ??-? ? =? ,? *? 5?反 射 次 数 大 于 4? 5?反 射 次 数 越 多 5?越 能 够 减 少 非 全 反 射 对 输 出 光 的 非 线 性 影 响 6?经 全 反 射 输 出 的 光 强 是 线 性 的 5?但 非 全 反 射 成 分 混 在 一 起 后 &?例 如 一 次 反 射 *?输 出 光 强 变 成 了 非 线 性 5?经 计 算 @? =? A? @? B? A?表 明 三 次 反 射 后 输 出 光 强 具 有 较 好 的 线 性 度 5?这 也 是 半 圆 盘 式 光 电 折 射 率 计 的 优 点 6? C? ? C? 光 电 测 量 系 统 图 ,? 系 统 整 体 结 构 框 图 图 ,?所 示 的 是 光 电 测 量 系 统 整 体 结 构 框 图 5?显 示 读 出 部 分 采 用 了 廉 价 而 性 能 较 好 的 “? #? D? E? /?公 司 的 F? 9? =? -? 作 为 主 G? 8? H?6?经 高 频 调 制 的 I? J? K?发 出 -? 9? 9? 9? L?M?闪 烁 光 5?进 入 入 射 窗 口 5?在 浸 入 待 测 液 体 半 圆 盘 的 外 边 缘 发 生 多 次 反 射 &?全 反 射 和 非 全 反 射 *?后 5?通 过 出 射 窗 口 输 出 6?输 出 光 强 有 和 待 测 液 体 有 关 的 高 频 调 制 光 强 以 及 随 机 起 伏 的 准 直 流 背 景 干 扰 光 强 5?经 线 性 度 好 的 光 电 池 转 换 成 电 信 号 6?而 由 背 景 光 N?前 置 放 大 器 零 漂 引 起 的 误 差 信 号 经 过 高 通 滤 波 器 和 选 频 放 大 器 可 被 滤 去 5?再 经 过 检 波 整 流 后 即 可 将 调 制 信 号 恢 复 成 与 待 测 量 成 线 性 的 直 流 信 号 电 压 &?如 图 4? *? 6?此 输 出 电 压 通 过 采 样 保 持 电 路 经 O?+? K?转 换 器 转 换 成 数 字 信 号 5?然 后 根 据 测 量 程 序 由 F? 9? =? -?单 片 机 处 理 并 控 制 液 晶 显 示 出 待 测 液 体 折 射 率 数 值 6? 图 4? 消 杂 散 信 号 电 路 框 图 C? ? P? 系 统 软 件 的 设 计 本 系 统 的 软 件 服 务 程 序 是 启 动 O?+? K?转 换 器 并 读 取 数 据 5?根 据 待 测 液 体 折 射 率 和 进 入 O?+? K?转 换 器 模 拟 量 之 间 的 关 系 5?将 O?+? K?转 换 器 转 换 后 的 数 据 进 行 处 理 5?即 可 得 待 测 液 体 的 折 射 率 5?然 后 由 F? 9? =? -?控 制 液 晶 显 示 器 件 进 行 显 示 6?因 为 考 虑 到 以 后 系 统 扩 展 及 与 上 位 机 通 讯 的 需 要 5?电 路 采 用 中 断 方 式 5?程 序 流 程 图 如 图 ? 4? 4? 4? F? ??-? ? ? ??)? 作 为 半 圆 盘 的 材 料 8?所 以 该 计 具 有 测 量 范 围 广 的 特 点 9? 其 中 采 用 ,? “? (? #?单 片 机 8?减 小 了 系 统 体 积 8?有 很 强 的 数 据 处 理 能 力 8?而 且 可 以 与 @? A?机 形 成 上 下 位 的 关 系 8?便 于 在 生 产 过 程 中 进 行 实 时 控 制 8?也 便 于 系 统 功 能 的 扩 展 8?还 可 以 通 过 硬 件 或 软 件 的 办 法 对 系 统 误 差 进 行 校 正 8?进 一 步 提 高 系 统 的 精 度 9?还 可 以 进 一 步 提 高 系 统 速 度 8?这 对 于 系 统 的 升 级 和 维 护 也 是 很 方 便 的 8?因 此 本 折 射 率 计 作 成 产 品 后 既 可 用 在 实 验 室 里 8?也 可 经 扩 展 后 广 泛 应 用 于 生 产 过 程 中 的 实 时 测 量 和 自 动 控 制 8?如 用 在 制 糖 8?酿 酒 等 行 业 中 9?该 折 射 率 计 已 做 成 实 验 室 用 的 产 品 8?现 在 正 进 行 扩 展 其 温 度 使 用 范 围 B?进 一 步 缩 小 体 积 的 研 究 9? 参 考 文 献 #? 金 援 越 8?王 启 杰 8?等 C?测 量 盐 溶 液 浓 度 的 微 型 光 纤 折 射 仪 的 研 制 C?仪 器 仪 表 学 报 8? #? .? .? ’? 8? #? (? 0? ’? 2? D? ’? ’? )? E?’? ’? ,? C? %? 杨 国 成 C?光 像 散 法 测 量 溶 液 浓 度 的 研 究 C?光 子 学 报 8? #? .? .? )? 8? %? (? 0? -? 2? D? )? ’? ’? E?)? ’? ,? C? &? 郭 山 河 8?田 云 霞 8?等 C?折 射 法 检 测 透 明 液 体 浓 度 的 研 究 C?光 学 技 术 8? #? .? .? )? 8? (? D? &? (? E?&? )? C? ’? 冯 金 垣 8?周 佐 平 8?等 C?溶 液 浓 度 智 能 测 量 系 统 C?仪 器 仪 表 学 报 8? #? .? .? )? 8? #? -? 0? &? 2? D? &? “? (? E?&? “? ,? C? (? F? ? G?H?I? *? J? K? L? *? 8?M? ? ?? G? N?? Q? C? C?A? I? R? S? L? Q? ? R?T? I? ? R? R? O? U? R? ? S? P? G? V?O? P? O? R?U? G? R?Q? I? W? L? I? T? ?Y?Z? P? I? S? ?[? I? *? I? S? ? C?#? .? .? )? 8?#? )? 0? (? 2? D? )? %? &? E?)? &? “? C? )? F? ? G?H?I? *? J? K? L? *? 8?M? C? M? ? ?? G? N?? Q? R? ? \?? *? ? Q? \? ? R?T? I? ? S? P? G? V?O? P? O? R? C?X?S? P? ?@? ^? G? P? G? *? I? S? ?[? I? *? I? S? ? C?#? .? .? )? 8? %? (? 0? )? 2? D? (? )? #? E?(? -? &? C? “?,?(? 仪 器 仪 表 学 报 第 %? #?卷 万方数据
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