CN203551460U - 一种新型高精度旋光测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种新型高精度旋光测量装置,所述的测量装置利用激光二极管温度控制器对激光器进行恒温,激光器产生的激光经过偏振光产生装置产生的线偏振光通过样品池后,经过偏振光分束装置分成两束线偏振光,用两个相同特性的光接收装置接收,利用数据采集处理***获得两束光的光强信息,通过计算获得旋光角度,送液晶显示模块显示。本测量装置不使用任何机械转动器件,不存在机械磨损,具有体积小、检测速度快,准确度高,长期使用重复性好,可检测深颜色高浓度液体,可满足工业在线测量的需要。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种旋光仪,属于光电探测技术领域,具体涉及一种测量旋光度的测量装置。
背景技术
当平面偏振光通过旋光性化合物后,偏振面就会被旋转一个角度,这个角度与旋光物质的旋光特性、偏振光所通过的旋光物质光程、旋光物质的浓度成正比关系,这时偏振光就不能全部穿过与起偏镜棱轴相平行的检偏镜。只有检偏镜也旋转与之相同的角度后,被旋转了的平面偏振光才能完全通过。观察检偏镜上携带的刻度盘所旋转的角度,即为该旋光性物质的旋光度。对于具有旋光性的有机物,例如糖溶液、酒石酸、松节油等数千种物质,都可以通过测旋光度来测定它们的浓度,因此旋光测定在生产可科研中都具有重要的意义。
现在的旋光仪一般是利用角度补偿原理来测定的,此方法首先在没有放样品时调整检偏器,使它和起偏器正交,即出射光强为0,然后在起偏器和检偏器中间放入样品,旋转检偏器,使出射光再次为零,两次旋转的角度差即是样品的旋光度。当前的旋转方法一般是采用控制步进电机的转动来进行,这样必然存在测出来的角度精度与步进电机的细分角度相关,重复性和齿轮的加工精度和耐磨性相关,并机械转动速度慢,特别对于旋光度大的液体来说花费的时间长,易受光强变化而带来的测量不准确。也有学者提出利用偏振光分束法来测定,但是利用固定波长激光器如氦氖激光器做光源,体积庞大结构复杂。本实用新型利用温度控制的二极管激光器作为光源,利用高精度保温***来使激光波长稳定,从而得到高精度的旋光测量值。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种能避免机械转动带来的旋光测量精度不高,重复性差,氦氖激光器等带来的结构复杂,体积庞大等缺点,可以快速、高精度准确测量旋光的一种旋光测量装置。
本实用新型所采用的技术方案是:.
本实用新型的旋光角度测量装置包括包括激光二极管,激光二极管温度控制器,偏振光产生装置,样品池,偏振光分束装置、光接收装置、数据采集处理***、液晶显示模块。所述的温度控制装置利用电制冷模块对激光二极管的温度进行控制,激光二极管产生的光束经所述的的偏振光产生装置获得一束偏振光,偏正光经过样品池后,经所述的偏振光分束装置形成两束偏振光,这两束偏振光分别被所述的光接收装置分别接收,然后通过所述数据采集装置获得两束光的强度信息,利用单片机***通过计算后得出旋光值利用所述的液晶显示模块显示.
所述的激光二极管温度控制器包括TEC半导体制冷块、控温电路和单片机***;
所述的偏振光产生装置包括线偏振片和光整形器;
所述的光接收装置包括两个特性相同的高精度光探测器;
所述数据采集处理***包括光电转换电路、A/D采集电路和单片机以及数据处理软件.
其特征在于包含步骤如下:
(1)利用激光二极管温度控制器使激光管的温度稳定,以获得频率稳定的激光;
(2)利用激光二极管产生激光,激光经过线偏振***后形成一束线偏振光;
(3)线偏振光通过样品池中待测液体后,液体的旋光特性会使(2)形成的偏振光偏转一定的角度;
(4)通过待测液体后的偏振光入射到偏振光分束装置后形成两束振动方向相互垂直的偏振光;
(5)利用2个特性相同的高精度的光探测器接收两束线偏振光,并通过 A/D采集电路获得两束光的强度信息;
(6)单片机***把两束光的强度信息进行计算获得旋光角度信息,并通过液晶显示器件显示。
本实用新型的有益效果是:
1、利用激光二极管温度控制器来恒温激光二极管,使得波长稳定,从而可以获得高精度的旋光测量值。
2、利用激光二极管作为偏振光源,使得激光光源体积大大减小,易使装置小型化,和降低成本;易获得不同波长的激光,以适应不同的测量需要;可以低成本的获得较高功率的光源,对于浓度高或颜色深的液体样品来说更易透过,传统旋光仪不能检测的也可以轻易检测。
3、避免了传统旋光仪机械转动带来的速度慢、准确度和重现度差的问题,速度快,准确度和重现性更好,可以应用在工业生产种的旋光角度的在线快速检测。
4、利用2个特性相同的光电探测器,避免了光源波动的影响,探测结果更加精确。
附图说明
图1 为本实用新型结构示意图。
本实用新型的旋光角度测量装置包括包括激光二极管温度控制器(1),激光二极管(2),偏振光产生装置(3),样品池(4),偏振光分束装置(5)、光接收装置(6、7)、数据采集处理***(8)、液晶显示模块(9)。***按照图1所示搭建,搭建过程注意光路的准直。
本实用新型对旋光角度的测量具体过程如下:
激光二极管温度控制器(1)对激光器(2)进行恒温,激光器(2)产生的激光经过偏振光产生装置(3)产生的线偏振光通过样品池(4)后,经过偏振光分束装置(5)分成两束线偏振光,用两个相同特性的光接收装置(6、7)接收,利用数据采集处理***(8)获得两束光的光强信息,通过计算获得旋光角度,送液晶显示模块(9)显示。
上述具体实施方式不以任何形式限制本实用新型的技术方案,凡是采用同等替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种新型高精度旋光测量装置.
所述的旋光角度测量装置包括包括激光二极管,激光二极管的温度控制器,偏振光产生装置,样品池,偏振光分束装置、光接收装置、数据采集处理***、液晶显示模块,所述的温度控制装置利用电制冷模块对激光二极管的温度进行控制,激光二极管产生的光束经所述的的偏振光产生装置获得一束偏振光,偏正光经过样品池后,经所述的偏振光分束装置形成两束偏振光,这两束偏振光分别被所述的两个硅光电池分别接受,然后通过所述数据采集装置获得两束光的强度信息,传输给所述的数据处理单元单片机***通过计算后得出旋光值利用所述的液晶显示模块显示.
所述的激光二极管温度控制器包括TEC半导体制冷块、控温电路和单片机***;
所述的偏振光产生装置包括线偏振片和光整形器;
所述的光接收装置包括两个相同高精度的光探测器;
所述数据采集处理***包括光电转换电路、A/D采集电路和单片机以及数据处理软件.
其特征在于包含步骤如下:
(1)利用激光二极管温度控制器使激光管的温度稳定,以获得频率稳定的激光;
(2)利用激光二极管产生激光,激光经过线偏振***后形成一束线偏振光;
(3)线偏振光通过样品池中待测液体后,液体的旋光特性会使(2)形成的偏振光偏转一定的角度;
(4)通过待测液体后的偏振光入射到偏振光分束装置后形成两束振动方向相互垂直的偏振光;
(5)利用2个特性相同的高精度的光探测器接收两束线偏振光,并通过 A/D采集电路获得两束光的强度信息;
(6)单片机***把两束光的强度信息进行计算获得旋光角度信息,并通过液晶显示器件显示。
2. 根据权利1所述的高精度旋光测量装置,其特征还在于激光而激光温度控制器。
3. 根据权利1所述的高精度旋光测量装置,其特征还在于激光器为二极管激光器。
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