基于迈克尔逊干涉仪的液体浓度测量装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103712952103712952A(43)申请公布日2014.04.09(21)申请号201310743138.6(22)申请日2013.12.30(71)申请人四川大学地址610064四川省成都市武侯区九眼桥望江路29号(72)发明人梁小冲朱俊于白茹李创汪仕元郝彦军李伟李紫源(51)Int.Cl.G01N21/45(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书2页说明书2页附图1页附图1页(54)发明名称基于迈克尔逊干涉仪的液体浓度测量装置(57)摘要本发明主要利用一个等腰直角空心棱镜、一个压电陶瓷材料以及相应的驱动电源组成一个液体浓度测量附件，把该附件加入到迈克尔逊干涉仪的光路中，通过调节光路，记录干涉条纹的变化，就可以高效、精确、快速的求得液体的浓度。CN103712952ACN1037295ACN103712952A权利要求书1/1页1.基于迈克尔逊干涉仪的液体浓度测量装置，包括液体浓度测量附件；其特征在于，所述的液体浓度测量附件由一个等腰直角空心棱镜、一个压电陶瓷材料以及相应的驱动电源组成，压电陶瓷材料与棱镜的一条直角边相连接，与这条边相对应的顶角是一个缺口，借此可以向空心棱镜中注入或者更换液体，在压电陶瓷材料的末端用信号传输线与驱动电源相连接，驱动电源主要为压电陶瓷材料提供电场，以便施加电压。2CN103712952A说明书1/2页基于迈克尔逊干涉仪的液体浓度测量装置技术领域[0001]本发明专利用于迈克尔逊干涉仪测量液体浓度领域。背景技术[0002]液体的浓度与本身的性质息息相关。在外界条件一定的情况下，掌握液体浓度的变化情况可以更好的了解液体的其他性质，比如色散、折射、纯度等。液体浓度的测量也是大学物理实验教学中一项重要的内容。目前，液体浓度的测量方法有很多，但是这些测量方法都需要精密的实验装置，而且一般这样的仪器集成化比较高，只适合做测试工具，不适合做教学仪器。因此，目前高校当中很缺少一种适合于教学的、而又具有高精度的液体浓度测量装置。发明内容[0003]为了高效、简单、精确的测量液体浓度，本发明设计了一种液体浓度测量附件，配合迈克尔逊干涉仪，可以很好的解决这个问题。[0004]本发明所述的液体浓度测量附件由一个等腰直角空心棱镜、一个压电陶瓷材料以及相应的驱动电源组成，压电陶瓷材料与棱镜的一条直角边相连接，与这条边相对应的顶角是一个缺口，借此可以向空心棱镜中注入或者更换液体。在压电陶瓷材料的末端用信号传输线与驱动电源相连接，驱动电源主要为压电陶瓷材料提供电场，以便施加电压。压电陶瓷材料是一种具有电致伸缩特性的功能陶瓷，即在电场的作用下，其几何尺寸会发生变化，其变化量非常微小。本发明所采用的压电陶瓷材料为管状，长度为40mm，壁厚1mm，在内外壁上分别镀有电极，以便施加电压。在迈克尔逊干涉光路中放入装有待测液体的液体浓度测量附件。调节光路，使激光束垂直入射到空心棱镜的一条没有与压电陶瓷附件相连接的直角边上，并调节出清晰的干涉条纹。将驱动电源与电陶瓷附件用信号传输线连接，打开驱动电源，利用电压调节旋钮缓慢的施加电压，并记录下驱动电源显示屏上面的电压值，随着电压的变化，棱镜就会移动，进而光程差被改变，干涉条纹就会移动，记录下条纹的移动数。利用公式QUOTE，计算液体的折射率。其中n为液体的折射率、QUOTE为激光的波长、QUOTE为条纹的移动数、QUOTE为棱镜的移动距离，QUOTE利用陶瓷附件的压电常数和记录的电压值可以得到。在利用公式n=0.0032c+1.3241，其中n为液体的折射率，c为液体的浓度，就可以得到液体的浓度QUOTE。[0005]本发明的优点在于利用液体浓度测量附件，通过调节迈克尔逊干涉仪就能准确、快速的得到液体的浓度。附图说明[0006]下面结合附图对本发明作进一步说明。3CN103712952A说明书2/2页[0007]图1为本发明的组成结构示意图。[0008]图中，1、空心直角棱镜，2、压电陶瓷附件，3、信号传输线，4、驱动电源主机，5、驱动电源显示屏，6、电压调节旋钮。具体实施方式[0009]在图中，空心直角棱镜（1）与压电陶瓷附件（2）紧密相连接，在压电陶瓷附件（2）的末端用信号传输线（3）与驱动电源主机（4）相连接。通过电压调节旋钮（6）可以给压电陶瓷附件（2）施加电压，并能通过驱动电源显示屏（5）来读出施加电压的数值，待测液体可以从空心直角棱镜（1）的上面那个直角处装入。4CN103712952A说明书附图1/1页图15