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专利名称：一种高精度在线数字折光仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种折光仪，尤其涉及一种高精度在线数字折光仪，属于液体浓度、折射率测量装置领域。
背景技术：
折射率与溶液浓度紧密相关，折光率的测量是测量溶液、乳化液浓度的常用方法。 目前市场上及厂矿广泛使用的均是手持式的折光仪，通过目镜肉眼读数测量，由于人工读数误差难以避免，且只能抽样测量，效率较低；而实验室中使用的数字化折光仪，和传统目视方法一样都受采样限制，无法适应现场连续、实时测量的需要；高精度的数字折光仪受光路影响，体积较大。

实用新型内容本实用新型针对现有技术中折光仪存在的上述不足，提供一种高精度在线数字折光仪。本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下一种高精度在线数字折光仪包括折光仪本体和设置于其上的光源控制电路板、棱镜、至少两个反射镜、CCD图像传感器以及信号处理电路板；所述光源控制电路板上固定有光源，所述至少两个反射镜沿折光仪本体的高度方向上左右交错排列在测光仪本体相对的两个侧壁上，所述棱镜用于将光源发出的光线射向反射镜，所述反射镜用于将从棱镜出射的光线多次反射后射向CCD图像传感器， 所述光源控制电路板和信号处理电路板之间电连接，所述信号处理电路板和CCD图像传感器之间电连接。本实用新型的有益效果是本实用新型高精度在线数字折光仪完全克服了现有技术目视读数误差的影响，实现了一定范围折射率的实时在线测量，并通过光路的设计大大缩小了传感器的尺寸，适用于油品测量、糖分测量等应用。通过在线测量液体的浓度，可以满足多种工业控制场合的过程控制需要。如通过对矿山、钢厂、机加工厂中的乳化液浓度实时测量，既可以保证装备的良好润滑，又可避免乳化液原液的浪费，从而降低生产成本， 保护装备安全。再如通过对啤酒等发酵液的折射率的测量，可以掌握发酵程度，从而更好的控制产品质量。再如通过对乳品原奶的折射率测量，可以对掺水原奶进行实时监控。再如制糖业对于原糖及过程中液体糖分含量的测量，可以更好的控制制糖过程，避免能源的浪费。在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。进一步，所述棱镜的表面具有多层增透膜。进一步，所述反射镜通过反射镜安装底座固定在折光仪本体的内部，所述CCD图像传感器通过CCD图像传感器固定座固定在折光仪本体的内部。进一步，所述反射镜通过反射镜滑槽安装在折光仪本体的内部并和折光仪本体之间滑动连接，所述CCD图像传感器通过CCD图像传感器滑槽安装在折光仪本体的内部并和折光仪本体之间滑动连接。采用上述方案的有益效果是所述反射镜和CXD图像传感器可以滑槽内并通过滑槽改变在折光仪本体内的位置，从而更好的改变光线的传播方向及反射角度。进一步，所述棱镜为三角棱镜或梯形棱镜，所述光源发出的光线经过棱镜的入射面后再经出射面射向反射镜的表面，所述棱镜的入射面和出射面之间的夹角为直角。进一步，所述折光仪包括两个反射镜分别为第一反射镜和第二反射镜，所述棱镜位于光源控制电路板和第一反射镜之间，用于将光源发出的光线射向第一反射镜；所述第一反射镜设置在棱镜的右下方，用于将棱镜出射的光线进行反射并射向第二反射镜；所述第二反射镜设置在第一反射镜的左下方，用于将第一反射镜反射的光线进行反射并射向 CXD图像传感器；所述CXD图像传感器设置在第二反射镜的右下方。进一步，所述第一反射镜和第二反射镜之间的水平距离为50mm 200mm。进一步，所述第二反射镜和CXD图像传感器之间的水平距离为50mm 200mm，所述 CCD图像传感器的角度可以调节，调节角度范围90度。进一步，还包括自动清洗装置，所述自动清洗装置位于棱镜的上方并安装在折光仪本体上，所述自动清洗装置和光源控制电路板之间电连接。进一步，还包括温度补偿装置，所述温度补偿装置固定于折光仪本体的外表面上并与折光仪本体内的液体直接接触，所述温度补偿装置和光源控制电路板之间电连接。

图1为本实用新型高精度在线数字折光仪的结构示意图。
具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。图1为本实用新型高精度在线数字折光仪的结构示意图。如图1所示，所述高精度在线数字折光仪包括折光仪本体12和固定于其上的光源控制电路板1、自动清洗装置3、 棱镜4、第一反射镜5、第二反射镜11、CXD图像传感器7以及信号处理电路板9 ；所述光源控制电路板1上固定有光源2，所述棱镜4位于光源控制电路板1和第一反射镜5之间，所述光源2发出的光线经过棱镜4后射向第一反射镜5的表面并进行反射；所述第一反射镜 5和第二反射镜11相对设置，所述由第一反射镜5反射的光线射向第二反射镜11的表面并进行反射；所述CCD图像传感器7和第二反射镜11相对设置并位于第二反射镜11的右下方，所述由第二反射镜11反射的光线射向CCD图像传感器7 ；所述光源控制电路板1和信号处理电路板9之间电连接，所述信号处理电路板9和CXD图像传感器7之间电连接。所述光源控制电路板1和棱镜4位于第二反射镜11的上方。所述信号处理电路板9位于第二反射镜11和CXD图像传感器7的下方。所述自动清洗装置3位于棱镜4的上方并和光源控制电路板1之间电连接。所述第一反射镜5通过第一反射镜安装底座6安装在折光仪本体12的内部，所述第二反射镜11通过第二反射镜安装底座10安装在折光仪本体12的内部，所述CCD图像传感器7通过CXD图像传感器固定座8安装在折光仪本体12的内部。所述光源2为可调节发光角度的光源。所述自动清洗系统3用于对光学透镜表面污物进行自动清洗，保证长期免维护。所述折光仪还具有对外的数字接口，实现了数字化传感器，有效避免了传输导线上的干扰。所述棱镜4为梯形棱镜，所述光源发出的光线经过棱镜4的入射面后再经出射面射向第一反射镜的表面，所述棱镜4的入射面和出射面之间的夹角为直角。所述棱镜4的表面具有多层增透膜，可以避免玻璃折射率变化的影响。所述第一反射镜5和第二反射镜11之间的水平距离为50mm 200mm。所述第二反射镜11和CXD图像传感器7之间的水平距离为50mm 200mm。所述折光仪本体12上还安装有温度补偿装置13，所述温度补偿装置13可以是PT100或NTC电阻或数字式温度传感器，所述温度补偿装置13固定于折光仪本体12的外表面上并与折光仪本体12外的液体直接接触，所述温度补偿装置13和光源控制电路板1之间电连接。本实用新型高精度在线数字折光仪通过温度补偿装置精确测量被测液体实时温度，对测量结果进行补偿，抵消温度对测量结果的影响。本实用新型高精度在线数字折光仪在使用时，通过可调节发光角度的光源发出的光线从棱镜的入射面摄入，并在棱镜的出射面上会聚后射向第一反射镜进行反射，反射后的光线再射向第二反射镜进行反射，反射后的光线射向CCD图像传感器，CCD图像传感器接收反射过来的光线后生成相应的信号，再发送至信号处理电路板转化为数字信号，供上位机或二次表读取。对于一定折射率的被测液体，由于有些角度的光发生了折射，使不同角度的入射光在界面反射后，反射光的强度会有明显的界限，探测此界限的位置，即可得到液体折射率，本实用新型通过折叠光路的方法，将原本需要40cm以上光程的光路压缩在宽度仅为IOcm的小型箱体内，增加光程使测量精度较同体积的同类设备提高了 1个数量级，且装置的结构简单，装配容易，安装灵活，成本低廉。探测器阵列，探测器阵列传出的信号经过信号处理板处理为数字信号。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种高精度在线数字折光仪，其特征在于，所述折光仪包括折光仪本体和设置于其上的光源控制电路板、棱镜、至少两个反射镜、CCD图像传感器以及信号处理电路板；所述光源控制电路板上固定有光源，所述至少两个反射镜沿折光仪本体的高度方向上左右交错排列在测光仪本体相对的两个侧壁上，所述棱镜用于将光源发出的光线射向反射镜，所述反射镜用于将从棱镜出射的光线多次反射后射向CCD图像传感器，所述光源控制电路板和信号处理电路板之间电连接，所述信号处理电路板和CCD图像传感器之间电连接。
2.根据权利要求1所述的高精度在线数字折光仪，其特征在于，所述棱镜的表面具有多层增透膜。
3.根据权利要求1所述的高精度在线数字折光仪，其特征在于，所述反射镜通过反射镜安装底座固定在折光仪本体的内部，所述CCD图像传感器通过CCD图像传感器固定座固定在折光仪本体的内部。
4.根据权利要求1所述的高精度在线数字折光仪，其特征在于，所述反射镜通过反射镜滑槽安装在折光仪本体的内部并和折光仪本体之间滑动连接，所述CCD图像传感器通过 CCD图像传感器滑槽安装在折光仪本体的内部并和折光仪本体之间滑动连接。
5.根据权利要求1所述的高精度在线数字折光仪，其特征在于，所述棱镜为三角棱镜或梯形棱镜，所述光源发出的光线经过棱镜的入射面后再经出射面射向反射镜的表面，所述棱镜的入射面和出射面之间的夹角为直角。
6.根据权利要求1所述的高精度在线数字折光仪，其特征在于，所述折光仪包括两个反射镜分别为第一反射镜和第二反射镜，所述棱镜位于光源控制电路板和第一反射镜之间，用于将光源发出的光线射向第一反射镜；所述第一反射镜设置在棱镜的右下方，用于将棱镜出射的光线进行反射并射向第二反射镜；所述第二反射镜设置在第一反射镜的左下方，用于将第一反射镜反射的光线进行反射并射向CCD图像传感器；所述CCD图像传感器设置在第二反射镜的右下方。
7.根据权利要求6所述的高精度在线数字折光仪，其特征在于，所述第一反射镜和第二反射镜之间的水平距离为50mm 200mm。
8.根据权利要求6所述的高精度在线数字折光仪，其特征在于，所述第二反射镜和CCD 图像传感器之间的水平距离为50mm 200mm。
9.根据权利要求1至8任一所述的高精度在线数字折光仪，其特征在于，还包括自动清洗装置，所述自动清洗装置位于棱镜的上方并安装在折光仪本体上，所述自动清洗装置和光源控制电路板之间电连接。
10.根据权利要求1至8任一所述的高精度在线数字折光仪，其特征在于，还包括温度补偿装置，所述温度补偿装置固定于折光仪本体的外表面上并与折光仪本体内的液体直接接触，所述温度补偿装置和光源控制电路板之间电连接。
专利摘要本实用新型涉及一种高精度在线数字折光仪。所述折光仪包括折光仪本体和设置于其上的光源控制电路板、棱镜、至少两个反射镜、CCD图像传感器以及信号处理电路板；光源控制电路板上固定有光源，至少两个反射镜沿折光仪本体的高度方向上左右交错排列在测光仪本体相对的两个侧壁上，反射镜用于将从棱镜出射的光线多次反射后射向CCD图像传感器，光源控制电路板和信号处理电路板之间电连接，信号处理电路板和CCD图像传感器之间电连接。本实用新型高精度在线数字折光仪完全克服了现有技术目视读数误差的影响，实现了一定范围折射率的实时在线测量，并通过光路的设计大大缩小了传感器的尺寸，适用于油品测量、糖分测量、溶液浓度测量等应用。
文档编号G01N21/43GK201955301SQ20112006003
公开日2011年8月31日 申请日期2011年3月9日 优先权日2011年3月9日
发明者任宏刚, 张旭, 樊昕, 苏宇刚 申请人:北京天健创新仪表有限公司