华侨大学张恩泽获国家专利权
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龙图腾网获悉华侨大学申请的专利基于白光干涉和补偿板旋转法的溶液浓度测量仪、方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120253760B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-29发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510751161.2,技术领域涉及:G01N21/45;该发明授权基于白光干涉和补偿板旋转法的溶液浓度测量仪、方法是由张恩泽;任洪亮设计研发完成,并于2025-06-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于白光干涉和补偿板旋转法的溶液浓度测量仪、方法在说明书摘要公布了:本发明提供基于白光干涉和补偿板旋转法的溶液浓度测量仪、方法,溶液浓度测量仪包括白光光源、凸透镜、分束镜、补偿板、第一反射镜、样品管道、第二反射镜及彩色相机;样品管道置于测量光路中,样品管道内存有待测溶液;凸透镜、分束镜、补偿板、第一反射镜构成一路测量光路,凸透镜、分束镜、样品管道、第二反射镜构成另一路测量光路;凸透镜用于将白光光源校直为平行光束,分束镜用于将光束分成两束光经过不同路径后再汇合形成干涉条纹;彩色相机用于干涉条纹的成像;补偿板通过电机驱动可旋转,通过旋转补偿板以调整干涉条纹在彩色相机上的成像位置;电机含有编码器,编码器用于读取补偿板的旋转角度。
本发明授权基于白光干涉和补偿板旋转法的溶液浓度测量仪、方法在权利要求书中公布了:1.基于白光干涉和补偿板旋转法的溶液浓度测量方法,其特征在于:该溶液浓度测量方法包括以下步骤: 步骤A、白光光源提供白光,白光通过凸透镜校准以形成平行光,平行光进而经过分束镜被分为第一光束、第二光束; 步骤B、第一光束依次经过可旋转的补偿板、第一反射镜后,由第一反射镜反射至分束镜;第二光束依次经过样品管道、第二反射镜,由第二反射镜反射至分束镜;第一光束、第二光束经过分束镜合成一束光后射至彩色相机,形成干涉光路; 步骤C、通过电机驱动补偿板进行旋转,通过旋转补偿板调整第一光束的入射角,改变补偿光程,使第一光束、第二光束形成白光干涉条纹; 步骤D、通过编码器实时读取补偿板的旋转角度,结合斯涅尔定律和泰勒展开的二阶数学模型,计算光程差变化量; 步骤E、基于光程差与溶液折射率的关联关系,反演溶液浓度; 在步骤D中,光程差变化量的计算步骤如下: 设补偿板初始倾斜角为θ0,折射率nc,厚度t;根据斯涅尔定律,初始折射角θ′0满足:sinθ0=ncsinθ′0; 当补偿板绕初始倾斜方向旋转附加角度Δθ时,总入射角变为θtotal=θ0±Δθ,顺时针旋转为+Δθ,逆时针旋转为-Δθ,对应总折射角 θ′total满足:sinθ0±Δθ=ncsinθ′total; 在Δθ1rad下,对左侧进行泰勒展开并保留线性项: sinθ0±Δθ≈sinθ0±cosθ0·Δθ; 假设折射角偏差为δθ′,即θ′total=θ′0±δθ′,代入斯涅尔定律得: 结合初始条件最终化简为: 未旋转时补偿板光程为: 顺时针旋转+Δθ时: 逆时针旋转-Δθ时: 展开至二阶项: 光程差变化量为: 溶液折射率变化Δn引起的光程差:ΔLsolution=Δn·d; 平衡条件ΔLcomp=ΔLsolution的解为:
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