專利名稱：一種基于光學(xué)全息技術(shù)的液體檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液體檢測裝置，特別是涉及一種光學(xué)全息技術(shù)的液體檢測裝置，屬于檢測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在當(dāng)前的日常生活中，隨著科技、經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，無論個(gè)人和集體都會(huì)接觸、使用和消費(fèi)越來越多液體產(chǎn)品，如酒、化學(xué)試劑、藥品等液體物質(zhì)；這些液體的品質(zhì)直接影響著個(gè)人和集體的利益，如果品質(zhì)不合格，常常對(duì)人們的生活和身體造成極大的危害。對(duì)這些液體品質(zhì)的檢測就顯得非常重要，然而人們通常無法從外觀上精確鑒 別其品質(zhì)的好壞，這就對(duì)檢測的裝置和方法提出了更高的要求，以更好的保護(hù)人們的利益。現(xiàn)有的方法在液體檢測時(shí)，常要使用各種化學(xué)試劑，檢測過程復(fù)雜、費(fèi)時(shí)，且不具有廣泛適用性。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服傳統(tǒng)的液體檢測裝置在使用中存在的缺陷，本實(shí)用新型提供一種基于光學(xué)全息技術(shù)的液體檢測裝置，提高液體檢測的適用性和精度，并能有效地克服這些缺陷。本實(shí)用新型通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種基于光學(xué)全息技術(shù)的液體檢測裝置，包括激光器I、光學(xué)分束鏡2和10、光學(xué)反射鏡3和6、擴(kuò)束及空間濾波裝置4和7、準(zhǔn)直透鏡5和8、盛液器皿9、會(huì)聚透鏡11、光電耦合裝置12和計(jì)算機(jī)13 ;所述激光器I發(fā)出的光經(jīng)光學(xué)分束鏡2分為透射光和反射光，透射光經(jīng)光學(xué)反射鏡3轉(zhuǎn)向傳播，依次經(jīng)過擴(kuò)束及空間濾波裝置4、準(zhǔn)直透鏡5后形成平行光垂直入射到盛液器皿9，作為物光經(jīng)光學(xué)分束鏡10反射；經(jīng)光學(xué)分束鏡2發(fā)出的反射光經(jīng)光學(xué)反射鏡6轉(zhuǎn)向傳播，依次經(jīng)過擴(kuò)束及空間濾波裝置
7、準(zhǔn)直透鏡8后形成平行光，作為參考光透射光學(xué)分束鏡10 ;光學(xué)分束鏡10反射的物光和透射的參考光經(jīng)會(huì)聚透鏡11傳輸至光電耦合裝置12接收，再傳輸給計(jì)算機(jī)13。所述光學(xué)分束鏡2、光學(xué)反射鏡3、光學(xué)分束鏡10均能調(diào)節(jié)傾角。所述光電耦合裝置12為CCD器或CMOS器。所述盛液器皿9為具有光學(xué)透過性的器皿。該液體檢測裝置是利用光學(xué)中的全息相干原理，通過對(duì)所測目標(biāo)液體進(jìn)行全息相干產(chǎn)生條紋圖樣，由CXD或CMOS接受并通過數(shù)據(jù)線輸入外置計(jì)算機(jī)；并與在同等條件下獲得的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)溶液的全息條紋圖樣相比較，以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)溶液的品質(zhì)檢測。在同樣的測試條件下，檢測樣品液體與其標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)液體在品質(zhì)上的差別(如成分變化，沉淀物等品質(zhì)的性變)都會(huì)反映在液體光學(xué)折射率n的變化，從而引起檢測光路光程的變化，進(jìn)而使其與標(biāo)準(zhǔn)液體的全息條紋圖樣會(huì)后差別。將目標(biāo)液體與標(biāo)準(zhǔn)液體的條紋圖樣相減，會(huì)產(chǎn)生一副新條紋圖，條紋越多則目標(biāo)液體與標(biāo)準(zhǔn)液體在品質(zhì)上的差距越大；依據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)條紋數(shù)在一定范圍內(nèi)，樣品液體合格，反之不合格。對(duì)盛液器皿需要強(qiáng)調(diào)的是如附圖2，本裝置中的盛液器皿應(yīng)具有良好的光學(xué)透過性，其垂直于光路的表面應(yīng)具有良好的平行性，否則會(huì)對(duì)檢測有很大影響；每次將檢測液體注入盛液器皿前，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行清洗，而后再注入待檢測液體至注滿。使用時(shí)，將所需檢測的目標(biāo)液體注滿盛液器皿，激光器發(fā)出的一束激光通過透反比為1:1的分束鏡，分為等光強(qiáng)的兩束激光。兩束激光分別都經(jīng)過反射鏡，擴(kuò)束、濾波、準(zhǔn)直的光學(xué)裝置；盛放液體的液體器皿所在的一路成為物光路，另一路為參考光路，物光的光程與參考的光程相等。物光與參考光相會(huì)于分束鏡處，在分束鏡后產(chǎn)生相干全息條紋，經(jīng)其后的匯聚透鏡成像于光電耦合裝置((XD或CMOS)陣面處，經(jīng)串口線輸入外置計(jì)算機(jī)記錄目標(biāo)溶液的實(shí)時(shí)全息干涉條紋圖樣，待條紋圖樣穩(wěn)定后，記錄該條紋圖樣(液體注滿盛液器皿的初始階段，由于液體流動(dòng)，其條紋圖樣并不穩(wěn)定，在一定時(shí)間后，其條紋趨于穩(wěn)定)。按照上述程序，在保持同樣的測試條件下，先獲得目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)液體相應(yīng)的條紋圖樣，以其作為分析基準(zhǔn)(也可提前記錄標(biāo)準(zhǔn)液體的全息條紋圖樣作為基準(zhǔn)存入計(jì)算機(jī))；而后再將所需檢測的目標(biāo)樣品液體的全息干涉條紋圖樣，與基準(zhǔn)圖樣相減得相應(yīng)的條紋圖，依照相應(yīng)的條紋數(shù)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)樣品品質(zhì)進(jìn)行判定。本實(shí)用新型具備下列優(yōu)點(diǎn)和效果本實(shí)用新型克服傳統(tǒng)的溶解品質(zhì)檢測的缺陷，避免了多次采用化學(xué)手段檢測，且比其他方法有更廣泛的應(yīng)用范圍，適用于對(duì)酒、藥品、農(nóng)藥、化學(xué)藥劑等各種液體的檢測，且具有很高的檢測精確度。(I)該基于光學(xué)全息技術(shù)的液體檢測裝置可實(shí)現(xiàn)無損檢測；在檢測過程中，不需要多次添加化學(xué)試劑來進(jìn)行檢測；(2)該基于光學(xué)全息技術(shù)的液體檢測裝置具有廣泛適用性。該裝置可對(duì)各種液體進(jìn)行檢測，只需依照不同液體制定不同條紋圖像標(biāo)準(zhǔn)，不需要更換部件；(3)由于檢測是波長數(shù)量級(jí)的，該基于光學(xué)全息技術(shù)的液體檢測裝置具有很高的檢測精度。在檢測過程中，樣品液體與標(biāo)準(zhǔn)液體的品質(zhì)差別能被反映在照射激光的半波長級(jí)別，具有很聞的檢測精度。(4)擁有與外置計(jì)算機(jī)相連的串口，可實(shí)現(xiàn)與外置計(jì)算機(jī)的連接，可實(shí)現(xiàn)在線檢測；同時(shí)便于通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行目標(biāo)液體品質(zhì)的各項(xiàng)參數(shù)(如成分變化、沉淀物等)的擴(kuò)展分析。

圖I為基于光學(xué)全息技術(shù)的液體檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為平行光垂直入射到盛液器皿的示意圖；圖中，I一激光器；2—光學(xué)分束鏡；3—光學(xué)反射鏡；4一擴(kuò)束及空間濾波裝置；5—準(zhǔn)直透鏡；6—光學(xué)反射鏡；7—擴(kuò)束及空間濾波裝置；8—準(zhǔn)直透鏡；9一盛液器皿；10—光學(xué)分束鏡；11 一會(huì)聚透鏡；12—光電耦合裝置；13—計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。實(shí)施例I如圖I和2，基于光學(xué)全息技術(shù)的液體檢測裝置包括激光器I、光學(xué)分束鏡2和10、光學(xué)反射鏡3和6、擴(kuò)束及空間濾波裝置4和7、準(zhǔn)直透鏡5和8、盛液器皿9、會(huì)聚透鏡11、光電耦合裝置12和計(jì)算機(jī)13 ;所述激光器I發(fā)出的光經(jīng)光學(xué)分束鏡2分為透射光和反射光，透射光經(jīng)光學(xué)反射鏡3轉(zhuǎn)向傳播，依次經(jīng)過擴(kuò)束及空間濾波裝置4、準(zhǔn)直透鏡5后形成平行光垂直入射到具有光學(xué)透過性的盛液器皿9，作為物光經(jīng)光學(xué)分束鏡10反射；經(jīng)光學(xué)分束鏡2發(fā)出的反射光經(jīng)光學(xué)反射鏡6轉(zhuǎn)向傳播，依次經(jīng)過擴(kuò)束及空間濾波裝置7、準(zhǔn)直透鏡8后形成平行光，作為參考光透射光學(xué)分束鏡10 ;光學(xué)分束鏡10反射的物光和透射的參考光經(jīng)會(huì)聚透鏡11傳輸至光電耦合裝置12接收，再傳輸給計(jì)算機(jī)13 ;其中光學(xué)分束鏡2、光學(xué)反射鏡3、光學(xué)分束鏡10均能調(diào)節(jié)傾角；光電耦合裝置12為CCD器。激光器I發(fā)出的光，經(jīng)其正右方的分束鏡2(分?jǐn)?shù)比為I: I)分為沿原光路的透射光和垂直原光路的反射光；光學(xué)透射光經(jīng)反射鏡3轉(zhuǎn)向，垂直向下傳播，依次經(jīng)過擴(kuò)束及空間濾波裝置4、準(zhǔn)直透鏡5后形成平行光垂直入射盛液器皿9，作為物光經(jīng)光學(xué)分束鏡10 ;反射光經(jīng)光學(xué)反射鏡6轉(zhuǎn)向，水平向右傳播，依次經(jīng)過擴(kuò)束及空間濾波裝置7、準(zhǔn)直透鏡8后形成平行光，作為參考光透射光學(xué)分束鏡10 ;分束鏡10反射的物光和其透射的參考光經(jīng)會(huì)聚透鏡11，由其后方的光電耦合裝置12 (CCD)接收，傳輸給外設(shè)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行觀察、記錄、檢測液體的干涉條紋。并與在同等條件下標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)液體(即標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)下的目標(biāo)液體)的干涉條紋圖樣相減得相應(yīng)的條紋圖，以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)溶液的品質(zhì)檢測；依照相應(yīng)的條紋數(shù)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各樣品品質(zhì)進(jìn)行判定，并可通過電腦對(duì)條紋數(shù)量差別所反映出的同一液體的各項(xiàng)品質(zhì)參數(shù)進(jìn)行具體分析。實(shí)施例2基于光學(xué)全息技術(shù)的液體檢測裝置包括激光器I、光學(xué)分束鏡2和10、光學(xué)反射鏡3和6、擴(kuò)束及空間濾波裝置4和7、準(zhǔn)直透鏡5和8、盛液器皿9、會(huì)聚透鏡11、光電耦合裝置12和計(jì)算機(jī)13 ;所述激光器I發(fā)出的光經(jīng)光學(xué)分束鏡2分為透射光和反射光，透射光經(jīng)光學(xué)反射鏡3轉(zhuǎn)向傳播，依次經(jīng)過擴(kuò)束及空間濾波裝置4、準(zhǔn)直透鏡5后形成平行光垂直入射到具有光學(xué)透過性的器皿盛液器皿9，作為物光經(jīng)光學(xué)分束鏡10反射；經(jīng)光學(xué)分束鏡2發(fā)出的反射光經(jīng)光學(xué)反射鏡6轉(zhuǎn)向傳播，依次經(jīng)過擴(kuò)束及空間濾波裝置7、準(zhǔn)直透鏡8后形成平行光，作為參考光透射光學(xué)分束鏡10 ;光學(xué)分束鏡10反射的物光和透射的參考光經(jīng)會(huì)聚透鏡11傳輸至光電耦合裝置12接收，再傳輸給計(jì)算機(jī)13 ;光學(xué)分束鏡2、光學(xué)反射鏡3、光學(xué)分束鏡10均能調(diào)節(jié)傾角；光電耦合裝置12為CMOS器。 使用時(shí)，將所需檢測的目標(biāo)液體注滿盛液器皿，激光器發(fā)出的一束激光通過透反比為1:1的分束鏡，分為等光強(qiáng)的兩束激光。兩束激光分別都經(jīng)過反射鏡，擴(kuò)束、濾波、準(zhǔn)直的光學(xué)裝置；盛放液體的液體器皿所在的一路成為物光路，另一路為參考光路，物光的光程與參考的光程相等。物光與參考光相會(huì)于分束鏡處，在分束鏡后產(chǎn)生相干全息條紋，經(jīng)其后的匯聚透鏡成像于光電耦合裝置(CMOS)陣面處，經(jīng)串口線輸入外置計(jì)算機(jī)記錄目標(biāo)溶液的實(shí)時(shí)全息干涉條紋圖樣，待條紋圖樣穩(wěn)定后，記錄該條紋圖樣。在保持同樣的測試條件下，先獲得目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)液體相應(yīng)的條紋圖樣，以其作為分析基準(zhǔn)(也可提前記錄標(biāo)準(zhǔn)液體的全息條紋圖樣作為基準(zhǔn)存入計(jì)算機(jī))；而后再將所需檢測的目標(biāo)樣品液體的全息干涉條紋圖樣，與基準(zhǔn)圖樣相減得相應(yīng)的條紋圖，依照相應(yīng)的條紋數(shù)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)樣品品質(zhì)進(jìn)行判定。
權(quán)利要求1.一種基于光學(xué)全息技術(shù)的液體檢測裝置，其特征在于包括激光器(I)、光學(xué)分束鏡(2、10)、光學(xué)反射鏡(3、6)、擴(kuò)束及空間濾波裝置(4、7)、準(zhǔn)直透鏡(5、8)、盛液器皿(9)、會(huì)聚透鏡(11)、光電耦合裝置(12)和計(jì)算機(jī)(13);所述激光器(I)發(fā)出的光經(jīng)光學(xué)分束鏡(2)分為透射光和反射光，透射光經(jīng)光學(xué)反射鏡(3)轉(zhuǎn)向傳播，依次經(jīng)過擴(kuò)束及空間濾波裝置(4)、準(zhǔn)直透鏡(5)后形成平行光垂直入射到盛液器皿(9)，作為物光經(jīng)光學(xué)分束鏡(10)反射；經(jīng)光學(xué)分束鏡(2)發(fā)出的反射光經(jīng)光學(xué)反射鏡(6)轉(zhuǎn)向傳播，依次經(jīng)過擴(kuò)束及空間濾波裝置(7)、準(zhǔn)直透鏡(8)后形成平行光,作為參考光透射光學(xué)分束鏡(10);光學(xué)分束鏡(10)反射的物光和透射的參考光經(jīng)會(huì)聚透鏡(11)傳輸至光電耦合裝置(12)接收，再傳輸給計(jì)算機(jī)(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于光學(xué)全息技術(shù)的液體檢測裝置，其特征在于所述光學(xué)分束鏡(2)、光學(xué)反射鏡(3)、光學(xué)分束鏡(10)均能調(diào)節(jié)傾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于光學(xué)全息技術(shù)的液體檢測裝置，其特征在于所述光電耦合裝置(12 )為C⑶器或CMOS器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于光學(xué)全息技術(shù)的液體檢測裝置，其特征在于所述盛液器皿(9)為具有光學(xué)透過性的器皿。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種基于光學(xué)全息技術(shù)的液體檢測裝置，激光器發(fā)出的光經(jīng)光學(xué)分束鏡分為透射光和反射光，透射光經(jīng)光學(xué)反射鏡轉(zhuǎn)向傳播，依次經(jīng)過擴(kuò)束及空間濾波裝置、準(zhǔn)直透鏡后形成平行光垂直入射到盛液器皿，作為物光經(jīng)光學(xué)分束鏡反射；經(jīng)光學(xué)分束鏡發(fā)出的反射光經(jīng)光學(xué)反射鏡轉(zhuǎn)向傳播，依次經(jīng)過擴(kuò)束及空間濾波裝置、準(zhǔn)直透鏡后形成平行光，作為參考光透射光學(xué)分束鏡；光學(xué)分束鏡反射的物光和透射的參考光經(jīng)會(huì)聚透鏡傳輸至光電耦合裝置接收，再傳輸給計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型克服傳統(tǒng)的溶解品質(zhì)檢測的缺陷，避免了多次采用化學(xué)手段檢測，且比其他方法有更廣泛的應(yīng)用范圍，適用于對(duì)酒、藥品、農(nóng)藥、化學(xué)藥劑等各種液體的檢測，且具有很高的檢測精確度。
文檔編號(hào)G01N21/45GK202794030SQ20122045028
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者員昭, 張永安, 蔣鑫巍 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)