基于全反射光阑效应的液体折射率测量方法

摘要

一种基于全反射光阑效应的液体折射率测量方法，将平板图像显示玻璃和平板透射玻璃清洗干净，在平板透射玻璃的上表面用滴定管滴一滴待测液体，将平板图像显示玻璃的毛化面向上、光学面向下压在待测液体上，待测液体在平板透射玻璃与平板图像显示玻璃之间形成液膜，可见光通过通光孔垂直入射透过平板透射玻璃，并经过待测液体液膜进入平板图像显示玻璃，光照度为0.5～2Lux的暗室内在平板图像显示玻璃的毛化面上形成以入射光点为圆心的圆形暗斑，测量圆形暗斑的直径计算半径r，计算待测液体的折射率。测量数据少，测量精度为±0.003，对测量条件要求低，待测液体用量少，所测量的光学图像光照即显示出，不需调试，可实时测量液体的折射率。

主权项

一种基于全反射光阑效应的液体折射率测量方法，其特征在于它是由下述步骤组成：(1)准备一块入射面为光学面、出射面为毛化面的平板图像显示玻璃(1)，准备另一块大小相同、折射率相同、入射面和出射面为光学面的平板透射玻璃(3)，平板透射玻璃(3)的厚度至少为平板图像显示玻璃(1)厚度的2.5倍，将平板图像显示玻璃(1)和平板透射玻璃(3)清洗干净备用；(2)在平板透射玻璃(3)的上表面用滴定管滴一滴待测液体，将平板图像显示玻璃(1)的毛化面向上、光学面向下压在待测液体上，待测液体在平板透射玻璃(3)与平板图像显示玻璃(1)之间形成液膜(2)；(3)将具有孔径为0.5～2mm通光孔的光阑(4)设置在平板透射玻璃(3)下表面，用可见光照射光阑(4)的通光孔，可见光通过通光孔垂直入射透过平板透射玻璃(3)，并经过待测液体液膜(2)进入平板图像显示玻璃(1)，光照度为0.5～2Lux的暗室内在平板图像显示玻璃(1)的毛化面上形成以入射光点为圆心的圆形暗斑；(4)测量圆形暗斑的直径计算半径r，用下式计算待测液体的折射率： n x = rn r 2 + 4 h 2 - - - ( 1 ) 式中nx为待测液体的折射率、r为圆形暗斑的半径、n为平板图像显示玻璃(1)的折射率，h为平板图像显示玻璃(1)的厚度，对应的标准偏差为： Δ n x = Δr ( n 2 - n x 2 ) 3 2 2 hn - - - ( 2 ) 式中的Δnx为待测液体对应的折射率标准偏差，Δr为圆形暗斑半径的测量偏差，并按下式 ϵ = | n s - n x | n s × 100 % - - - ( 3 ) 计算相对误差，式中ε为相对误差，ns标为标准值，nd测为测量值。