封闭玻璃管道内液体折射率的非接触测量

作     者：张宗权 徐铭 任俊鹏 姚志 苗润才 ZHANG Zong-quana XU Ming REN Jun-peng YAO Zhi MIAO Run-cai

作者机构：陕西师范大学基础实验教学中心陕西西安710062 陕西师范大学物理学与信息技术学院陕西西安710062 西安航空学院理学院陕西西安710077 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2016年第24卷第10期

页      面：2408-2416页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(No.GK261001069) 

主　　题：非接触测量 液体折射率 折射率测量 玻璃管道 光学暗斑 

摘      要：为了实时、原位和非接触测量工业生产过程中封闭管道系统内透明、半透明液体折射率,提出了一种简单的基于玻璃管壁光学特性的液体折射率测量方法。该方法通过涂覆在玻璃管壁外表面上的透射散射层,将入射激光束转换为进入玻璃管壁的大角度分布的透射散射光;透射散射光到达玻璃管壁与液体的界面上后,符合全反射条件的散射光反射到透射散射层上,自动形成与玻璃管内液体折射率值相关的椭圆形暗斑图像。根据椭圆形暗斑长轴长度与液体折射率之间的解析关系,即可实现玻璃管内液体折射率的原位、非接触测量。对几种常见的透明、半透明液体的折射率进行了实验测量,结果表明:该测量方法的准确性与目前商用数字阿贝折射仪相当(±2×10-4 RIU)。该测量方法具有成本低、稳定性好、抗干扰且光源稳定等优点,而且在处理与液体折射率相关的光学图像时无需调试,光照即显,有望用于封闭管道在非常温、非常压状态下液体折射率的实时、自动和非接触在线监测。