測(cè)量氣體折射率的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種測(cè)量氣體折射率的裝置，包括邁克爾遜干涉儀，所述邁克爾遜干涉儀包括反射鏡和導(dǎo)軌；所述裝置還包括連接在邁克爾遜干涉儀的導(dǎo)軌上的氣室，用于集取待測(cè)氣體；真空泵，用于采用排氣法從氣室中緩慢抽氣，由此使得氣室內(nèi)壓強(qiáng)逐漸減小；其中，變化的壓強(qiáng)用于測(cè)量氣體的折射率。采用本實(shí)用新型的測(cè)量氣體折射率的裝置，能夠測(cè)量任意氣體的折射率，同時(shí)還能實(shí)時(shí)采樣壓強(qiáng)的變化并在顯示器上以數(shù)字化顯示。
【專利說(shuō)明】測(cè)量氣體折射率的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量氣體折射率的裝置，尤其涉及一種利用邁克爾遜干涉儀測(cè)量氣體折射率的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]折射率在物理、生物、化學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域是一個(gè)很重要的參數(shù)，對(duì)其精確測(cè)量在物理、化工、醫(yī)藥、食品等相關(guān)工業(yè)部門(mén)有重要意義和用途。因此，許多的測(cè)量折射率的方法應(yīng)運(yùn)而生。傳統(tǒng)的測(cè)量方法有掠入射法、衍射光柵法、激光照射法和CCD測(cè)量法，還有寬帶吸收光譜法、滴定法和熒光淬火等測(cè)量方法。
[0003]邁克爾遜干涉儀是一款構(gòu)思巧妙、結(jié)構(gòu)緊湊和測(cè)試精度很高的光學(xué)測(cè)量?jī)x器，在物理學(xué)，特別是近代物理學(xué)發(fā)展中占據(jù)舉足輕重的地位，可以完成多種分析測(cè)試和實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，該儀器也是我國(guó)高校物理實(shí)驗(yàn)中心最常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)儀器之一。邁克爾遜干涉儀的原理是一束入射光由分光板分為兩束后各自被對(duì)應(yīng)的平面鏡反射回來(lái)并產(chǎn)生干涉，干涉中兩束光的不同光程可以通過(guò)調(diào)節(jié)干涉臂長(zhǎng)度以及改變介質(zhì)的折射率來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而使干涉圖樣發(fā)生改變。邁克爾遜干涉儀通常用于做光波波長(zhǎng)、折射率、厚度以及同心圓干涉條紋的測(cè)量
坐寸ο
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，利用邁克爾遜干涉儀測(cè)量氣體折射率主要的方法多為通過(guò)捏動(dòng)打氣皮囊來(lái)改變氣室內(nèi)壓強(qiáng)，由于皮囊打進(jìn)的是空氣，這只能測(cè)量空氣的折射率，應(yīng)用范圍較小，不適用于任意氣體折射率的測(cè)量。此外，在讀氣壓計(jì)上壓強(qiáng)的讀數(shù)時(shí)，由于是指針顯示氣壓數(shù)值，氣壓變化不大時(shí)讀數(shù)差別不大，應(yīng)當(dāng)待小氣室內(nèi)的空氣壓強(qiáng)穩(wěn)定不變即氣壓計(jì)上的讀數(shù)穩(wěn)定不再變化后再進(jìn)行讀數(shù)，這有時(shí)也會(huì)給測(cè)量帶來(lái)較大的誤差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型是鑒于上述技術(shù)問(wèn)題而產(chǎn)生的。本實(shí)用新型的目的是提出一種測(cè)量氣體折射率的裝置，其能夠測(cè)量任意氣體的折射率，同時(shí)還能實(shí)時(shí)采樣壓強(qiáng)的變化并在顯示器上以數(shù)字化顯示。
[0006]本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種測(cè)量氣體折射率的裝置，包括邁克爾遜干涉儀，所述邁克爾遜干涉儀包括反射鏡和導(dǎo)軌；所述裝置還包括連接在邁克爾遜干涉儀的導(dǎo)軌上的氣室，用于集取待測(cè)氣體；真空泵，用于采用排氣法從氣室中緩慢抽氣，由此使得氣室內(nèi)壓強(qiáng)逐漸減??；其中，變化的壓強(qiáng)用于測(cè)量氣體的折射率。
[0007]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的測(cè)量氣體折射率的裝置還包括過(guò)濾器，用于凈化真空泵抽出的氣體。
[0008]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的測(cè)量氣體折射率的裝置還包括氣壓傳感器，用于感應(yīng)氣室內(nèi)的壓強(qiáng)變化，并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)后通過(guò)接口輸出給氣壓顯示裝置進(jìn)行顯示。
[0009]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的測(cè)量氣體折射率的裝置還包括導(dǎo)氣管，其中所述氣室、真空泵、過(guò)濾器、氣壓傳感器之間通過(guò)導(dǎo)氣管相連接。[0010]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的測(cè)量氣體折射率的裝置還包括氣壓顯示裝置；所述氣壓顯示裝置包括A/D轉(zhuǎn)換電路、主控制器、存儲(chǔ)器、查詢接口、顯示器控制電路、以及顯示器，其中A/D轉(zhuǎn)換電路，用于通過(guò)接口接收來(lái)自氣壓傳感器的電壓信號(hào)，并經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換輸出數(shù)字信號(hào)給主控制器；主控制器，用于接收到來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字信號(hào)后，將其存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中，同時(shí)驅(qū)動(dòng)顯示器控制電路在顯示器上顯示氣壓信息；查詢接口，用于給用戶提供查詢功能，使得用戶能通過(guò)該查詢接口來(lái)查詢保存在存儲(chǔ)器中的氣壓信息。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本實(shí)用新型的測(cè)量氣體折射率的裝置具有以下有益效果:
[0012](I)本實(shí)用新型的測(cè)量氣體折射率的裝置能夠測(cè)量任意氣體的折射率，由此大大提高了邁克爾遜干涉儀的應(yīng)用范圍。
[0013](2)本實(shí)用新型的測(cè)量氣體折射率的裝置能實(shí)時(shí)采樣壓強(qiáng)的變化，并且采用自動(dòng)數(shù)字化的數(shù)顯模式，能夠完整記錄測(cè)量所需的數(shù)據(jù)并能減少測(cè)量時(shí)間，方便測(cè)量中對(duì)數(shù)據(jù)的處理、記錄和查詢，操作簡(jiǎn)便，顯著提高測(cè)量的效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]結(jié)合隨后的附圖，從下面的詳細(xì)說(shuō)明中可顯而易見(jiàn)的得出本實(shí)用新型的上述及其他目的、特征及優(yōu)點(diǎn)。在附圖中:
[0015]圖1-2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的測(cè)量氣體折射率的裝置的功能組成框圖；
[0016]圖3示出了采用本實(shí)用新型的測(cè)量氣體折射率的裝置進(jìn)行氣體折射率測(cè)量的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了更全面地理解本實(shí)用新型及其優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。
[0018]本實(shí)用新型提供了一種測(cè)量氣體折射率的裝置，包括邁克爾遜干涉儀，所述邁克爾遜干涉儀包括反射鏡和導(dǎo)軌；所述裝置還包括連接在邁克爾遜干涉儀的導(dǎo)軌上的氣室，用于集取待測(cè)氣體；真空泵，用于采用排氣法從氣室中緩慢抽氣，由此使得氣室內(nèi)壓強(qiáng)逐漸減小；其中，變化的壓強(qiáng)用于測(cè)量氣體的折射率。
[0019]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的測(cè)量氣體折射率的裝置還包括過(guò)濾器，用于凈化真空泵抽出的氣體。
[0020]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的測(cè)量氣體折射率的裝置還包括氣壓傳感器，用于感應(yīng)氣室內(nèi)的壓強(qiáng)變化，并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)后通過(guò)接口輸出給氣壓顯示裝置進(jìn)行顯示。
[0021]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的測(cè)量氣體折射率的裝置還包括導(dǎo)氣管，其中所述氣室、真空泵、過(guò)濾器、氣壓傳感器之間通過(guò)導(dǎo)氣管相連接。
[0022]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的測(cè)量氣體折射率的裝置還包括氣壓顯示裝置；所述氣壓顯示裝置包括A/D轉(zhuǎn)換電路、主控制器、存儲(chǔ)器、查詢接口、顯示器控制電路、以及顯示器，其中A/D轉(zhuǎn)換電路，用于通過(guò)接口接收來(lái)自氣壓傳感器的電壓信號(hào)，并經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換輸出數(shù)字信號(hào)給主控制器；主控制器，用于接收到來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字信號(hào)后，將其存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中，同時(shí)驅(qū)動(dòng)顯示器控制電路在顯示器上顯示氣壓信息；查詢接口，用于給用戶提供查詢功能，使得用戶能通過(guò)該查詢接口來(lái)查詢保存在存儲(chǔ)器中的氣壓信息。[0023]下面，參考圖1-2，對(duì)根據(jù)本實(shí)用新型的測(cè)量氣體折射率的裝置進(jìn)行詳細(xì)介紹。
[0024]本實(shí)用新型的測(cè)量氣體折射率的裝置包括:邁克爾遜干涉儀8，氣室10，真空泵11，螺管12，氣壓傳感器13，導(dǎo)氣管24，過(guò)濾器26，氣壓接口 30，以及旋鈕40。其中:
[0025]邁克爾遜干涉儀8包括反射鏡9和導(dǎo)軌33。
[0026]氣室10，用于集取待測(cè)氣體。其中，待測(cè)氣體可以是有待測(cè)量的任意氣體。
[0027]螺管12，用于將氣室10連接在邁克爾遜干涉儀8的導(dǎo)軌33上，由此使得氣室10位于反射鏡9所在的光路上。
[0028]真空泵11，用于在旋鈕40處于打開(kāi)狀態(tài)下時(shí)，采用排氣法從氣室10中緩慢抽氣，由此使得氣室10內(nèi)壓強(qiáng)逐漸減小，變化的壓強(qiáng)用于測(cè)量氣體的折射率。 [0029]過(guò)濾器26，用于凈化真空泵11抽出的氣體，由此防止有污染的氣體溢出。
[0030]氣壓傳感器13，用于感應(yīng)氣室10內(nèi)的壓強(qiáng)變化，并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)通過(guò)接口30輸出給氣壓顯示裝置。在本實(shí)用新型中，氣壓顯示裝置包括:A/D轉(zhuǎn)換電路、主控制器、存儲(chǔ)器、查詢接口、顯示器控制電路、以及顯示器。其中，A/D轉(zhuǎn)換電路將從接口 30接收到的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換輸出數(shù)字信號(hào)給主控制器；主控制器接收到來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字信號(hào)后，將其存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中，同時(shí)驅(qū)動(dòng)顯示器控制電路在顯示器上顯示氣壓信息。另外，用戶也可以通過(guò)查詢接口來(lái)查詢保存在存儲(chǔ)器中的氣壓信息。
[0031]其中，氣室10、真空泵11、過(guò)濾器26、氣壓傳感器13之間通過(guò)導(dǎo)氣管24相連接。
[0032]下面，參考圖3，詳細(xì)描述采用本實(shí)用新型的測(cè)量氣體折射率的裝置進(jìn)行氣體折射率測(cè)量的方法。
[0033]S301，擰緊旋鈕40，并通過(guò)螺管12取下氣室10，然后在氣室10中集取待測(cè)氣體。
[0034]S302，將氣室10通過(guò)螺管12連接在邁克爾遜干涉儀8的導(dǎo)軌33上，由此使得氣室10位于反射鏡9所在的光路上。
[0035]S303，調(diào)節(jié)干涉儀8，生成干涉條紋。
[0036]S304，真空泵11采用排氣法從氣室10中緩慢抽氣，由此使得氣室10內(nèi)壓強(qiáng)逐漸減小，此時(shí)氣壓傳感器感應(yīng)到氣室10內(nèi)的壓強(qiáng)變化，并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)通過(guò)接口 30輸出給通過(guò)顯示器，使得顯示器以數(shù)字化的方式顯示壓強(qiáng)。
[0037]S305，基于干涉條紋隨氣室10里的壓強(qiáng)變化而變化，因此根據(jù)氣體的折射率公
Νλ O0
式:= i t 求出氣體折射率。
[0038]其中，N為干涉條紋“涌現(xiàn)”或“吞進(jìn)”的個(gè)數(shù)，λ為待測(cè)氣體的波長(zhǎng)，L為氣室有效長(zhǎng)度，Po為室溫下常壓，Λρ為氣室壓強(qiáng)的變化量。
[0039]與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本實(shí)用新型的測(cè)量氣體折射率的裝置具有以下有益效果:
[0040](I)本實(shí)用新型的測(cè)量氣體折射率的裝置能夠測(cè)量任意氣體的折射率，由此大大提高了邁克爾遜干涉儀的應(yīng)用范圍。
[0041](2)本實(shí)用新型的測(cè)量氣體折射率的裝置能實(shí)時(shí)采樣壓強(qiáng)的變化，并且采用自動(dòng)數(shù)字化的數(shù)顯模式，能夠完整記錄測(cè)量所需的數(shù)據(jù)并能減少測(cè)量時(shí)間，方便測(cè)量中對(duì)數(shù)據(jù)的處理、記錄和查詢，操作簡(jiǎn)便，顯著提高測(cè)量的效率。
[0042]此外，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)可顯而易見(jiàn)的得出其他優(yōu)點(diǎn)和修改。因此，具有更廣方面的本實(shí)用新型并不局限于這里所示出的并且所描述的具體說(shuō)明及示例性實(shí)施例。因此，在不脫離由隨后權(quán)利要求及其等價(jià)體所定義的一般實(shí)用新型構(gòu)思的精神和范圍的情況下，可對(duì)其做出各種修改。
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)量氣體折射率的裝置，包括邁克爾遜干涉儀，所述邁克爾遜干涉儀包括反射鏡和導(dǎo)軌，其特征在于，所述裝置還包括: 連接在邁克爾遜干涉儀的導(dǎo)軌上的氣室，用于集取待測(cè)氣體； 真空泵，用于采用排氣法從氣室中緩慢抽氣，由此使得氣室內(nèi)壓強(qiáng)逐漸減??；其中，變化的壓強(qiáng)用于測(cè)量氣體的折射率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量氣體折射率的裝置，其還包括: 過(guò)濾器，用于凈化真空泵抽出的氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的測(cè)量氣體折射率的裝置，其還包括: 氣壓傳感器，用于感應(yīng)氣室內(nèi)的壓強(qiáng)變化，并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)后通過(guò)接口輸出給氣壓顯示裝置進(jìn)行顯示。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)量氣體折射率的裝置，其還包括導(dǎo)氣管，其中: 所述氣室、真空泵、過(guò)濾器、氣壓傳感器之間通過(guò)導(dǎo)氣管相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)量氣體折射率的裝置，其還包括所述氣壓顯示裝置；所述氣壓顯示裝置包括A/D轉(zhuǎn)換電路、主控制器、存儲(chǔ)器、查詢接口、顯示器控制電路、以及顯示器，其中: A/D轉(zhuǎn)換電路，用于通過(guò)接口接收來(lái)自氣壓傳感器的電壓信號(hào)，并經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換輸出數(shù)字信號(hào)給主控制器； 主控制器，用于接收到來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字信號(hào)后，將其存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中，同時(shí)驅(qū)動(dòng)顯示器控制電路在顯示器上顯示氣壓信息； 查詢接口，用于給用戶提供查詢功能，使得用戶能通過(guò)該查詢接口來(lái)查詢保存在存儲(chǔ)器中的氣壓信息。
【文檔編號(hào)】G01N21/45GK203534966SQ201320656461
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】李偉, 王啟銀, 臧天權(quán), 趙銳, 張堯, 蘇彥軍, 張小龍 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 山西省電力公司大同供電分公司