槽22高度與底邊之間的比值過大時(shí)會(huì)增大樣品槽22的塔差,而當(dāng)樣 品槽22的高度與底邊邊長(zhǎng)之間的比值過小時(shí)容易因?yàn)槿Az合導(dǎo)致三棱鏡表面變形, 進(jìn)而影響樣品槽22的整體光圈精度,增大了測(cè)量誤差。為了盡量減小樣品槽22的塔差、提高 樣品槽22的光圈精度,樣品槽22的高度h與等腰三角形的最大邊長(zhǎng)1之間可以滿足如下關(guān) 系:h=(0.5~1.35)X1,優(yōu)選地,樣品槽的高度與底邊邊長(zhǎng)相等。
[0047] 本發(fā)明采用最小偏向角法測(cè)量待測(cè)液體的折射率,入射光線從樣品槽22的一個(gè)側(cè) 腰入射、從另一個(gè)側(cè)腰出射。為了增強(qiáng)探測(cè)組件采集到的光信號(hào),樣品槽22的側(cè)腰可以由透 光玻璃構(gòu)成、樣品槽22的第三側(cè)邊可以由毛玻璃構(gòu)成,并且兩片透光玻璃的光程相等,兩片 透光玻璃的光程均為1/60,λ為入射光線的波長(zhǎng)。液體通過設(shè)置在第三側(cè)面上的注入孔注入 樣品槽內(nèi)。
[0048] 由于電場(chǎng)對(duì)液體折射率的影響有可能很小,為了準(zhǔn)確測(cè)量電場(chǎng)對(duì)液體折射率的微 小影響,測(cè)量裝置的精確度必須非常高。優(yōu)選地,三片玻璃通過光學(xué)冷膠膠合在一起,樣品 槽22的塔差在Γ以內(nèi)、樣品槽22的光圈在2個(gè)圈以內(nèi)。進(jìn)一步地,為了減少由于入射光線在 樣品槽內(nèi)反射、折射和衍射而導(dǎo)致的光強(qiáng)減弱,增強(qiáng)探測(cè)單元的接收信號(hào),三片玻璃的膠合 邊緣采用毛化處理。
[0049] 樣品槽22底面的第一電極片和頂面的第二電極片分別與電源的正負(fù)極連接,使得 第一電極片與第二電極片之間產(chǎn)生電場(chǎng)。若電極片23未完全覆蓋樣品槽22的底面或頂面, 則樣品槽22內(nèi)的部分待測(cè)液體未處于兩片電極片之間產(chǎn)生的電場(chǎng)內(nèi)、或者樣品槽22內(nèi)的待 測(cè)液體內(nèi)的電場(chǎng)分布不均勻,導(dǎo)致較大測(cè)量誤差。為了避免這種情況的發(fā)生,電極片23與樣 品槽22形成密封結(jié)構(gòu),即電極片完全覆蓋樣品槽22的底面和頂面,從而能夠保證樣品槽22 內(nèi)的待測(cè)液體處于均勻的電場(chǎng)內(nèi)。
[0050] 電極片23的形狀可以與樣品槽22的底面和頂面的形狀相同,例如:本發(fā)明中樣品 槽22的底面和頂面均為三角形,因此,電極片23也可以設(shè)置成三角形。電極片23通過導(dǎo)線與 電源連接,導(dǎo)線可以直接焊接在電極片23上。為了便于與電源11正負(fù)極之間連接起來(lái),電極 片23的形狀也可以設(shè)置為箭頭狀,參見圖2-4。其中,電極片23的三角形箭頭與樣品槽22的 底面和頂面的形狀相同,電極片23的箭頭尾部與導(dǎo)線的一端連接,導(dǎo)線的另一端與電源連 接。導(dǎo)線的一端可以纏繞在箭頭尾部;或者,箭頭尾部上設(shè)置有小孔,導(dǎo)線的一端纏繞在小 孔上。
[0051] 為了減小導(dǎo)線的電阻、并避免測(cè)量過程中由于操作不當(dāng)導(dǎo)致導(dǎo)線遮蔽探測(cè)器通光 孔,因此應(yīng)盡量選擇較細(xì)的導(dǎo)線,比如選用多股鍍銀導(dǎo)線。為提高待測(cè)樣品中電場(chǎng)的均勻 性,將兩片電極片于電源連接起來(lái)的兩根導(dǎo)線的電阻差距應(yīng)小于導(dǎo)線的阻值的1/10,例如: 導(dǎo)線的電阻小于0.05歐姆,兩根導(dǎo)線之間的電阻差距小于0.005歐姆。
[0052]電極片23應(yīng)不與待測(cè)液體之間發(fā)生反應(yīng),并且在電場(chǎng)作用下的物理化學(xué)參數(shù)穩(wěn) 定。由于鉑為惰性金屬,在外加電壓作用下很難和液體發(fā)生反應(yīng),因此可以采用等厚度且兩 面平行的鉑片作為電極片23。當(dāng)然,電極片23也可以鈦?zhàn)鳛榛?,基底上鍍鉑,如圖2-4所 不。
[0053]電極片23的厚度若太厚,位于樣品槽22頂面的電極片23容易由于重量過大而壓迫 樣品槽22,影響樣品槽22的精度;電極片23的厚度太薄,則容易在外力作用下發(fā)生變形,影 響電極片23的精度。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例,電極片23的厚度Η滿足:
[0054]
[0055] 式中,1!為等腰三角形兩個(gè)側(cè)腰的長(zhǎng)度,單位為:mm; 12為等腰三角形的底邊長(zhǎng)度, 單位為:mm; P為樣品槽內(nèi)液體的密度,單位為:g/cm3。優(yōu)選地,電極片23的厚度為3mm 〇
[0056] S2、通過貼附在樣品槽22三個(gè)側(cè)面的加熱板加熱樣品槽22內(nèi)的液體,使液體的溫 度達(dá)到待測(cè)溫度。
[0057] 加熱板27上可以設(shè)置有水軟管26,通過水軟管26中的供熱液體為樣品槽22內(nèi)的液 體加熱,水軟管26的進(jìn)水端和出水端分別設(shè)置兩個(gè)熱電偶28,用于采集水軟管26進(jìn)水端和 出水端的溫度。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用于加熱樣品槽22內(nèi)液體的保溫 組件的原理圖,圖中,恒溫水箱24置于恒溫水箱支架241上,用于加熱供熱液體,恒溫水箱 24、水栗25以及水軟管26組成一個(gè)回路,供熱液體在水栗25的驅(qū)動(dòng)下從水軟管26的一端流 入、從水軟管26的另一端流出。
[0058]當(dāng)加熱樣品槽22內(nèi)的液體時(shí),若水軟管26較長(zhǎng),隨著水軟管26中的供熱液體不斷 與樣品槽22內(nèi)的液體進(jìn)行熱交換,水軟管26中供熱液體的溫度不斷降低,使得水軟管26中 供熱液體的加熱能力不斷下降,即靠近水軟管26出水端的供熱液體的加熱效果低于靠近水 軟管26進(jìn)水端的供熱液體的加熱效果,從而容易導(dǎo)致水軟管26出水端附近的樣品槽內(nèi)液體 的溫度低于待測(cè)溫度。當(dāng)對(duì)樣品槽22內(nèi)的液體進(jìn)行降溫時(shí),若水軟管26較長(zhǎng),隨著水軟管26 中的供熱液體不斷與樣品槽22內(nèi)的液體進(jìn)行熱交換,水軟管26中供熱液體的溫度不斷降 低,使得水軟管26中供熱液體的降溫能力不斷下降,即靠近水軟管26出水端的供熱液體的 降溫效果低于靠近水軟管26進(jìn)水端的供熱液體的降溫效果,從而容易導(dǎo)致水軟管26出水端 附近的樣品槽內(nèi)液體的溫度高于待測(cè)溫度。為了避免這種情況的發(fā)生,可以在加熱板27上 設(shè)置多根或多組水軟管、并且使不同水軟管之間交錯(cuò)分布,比如:可以將一根或一組水軟管 的進(jìn)水端設(shè)置在另一根或另一組水軟管的出水端。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例 中,水軟管26在樣品槽22第三側(cè)面上的加熱板271上的分布示意圖,圖中第一組水軟管261 從第三側(cè)面上的加熱板271的一端流入、從另一端流出,第二組水軟管262從第一組水軟管 261的出水端流入,從第一組水軟管261的進(jìn)水端流出。由于樣品槽22第三側(cè)面上設(shè)置有用 于注入液體的注入孔28,因此水軟管經(jīng)過該注入孔28時(shí)需要繞過該注入孔。在樣品槽22的 兩個(gè)側(cè)腰面上,由于分別對(duì)應(yīng)有通光區(qū)域,因此,側(cè)腰面上貼附的加熱板上的水軟管也需要 繞過該通光區(qū)域。
[0059]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例,為了保證均勻加熱,步驟S2包括:
[0060] S21、獲取樣品槽內(nèi)的液體溫度,根據(jù)樣品槽內(nèi)的液體種類、液體體積、液體溫度和 待測(cè)溫度,確定將液體加熱至待測(cè)溫度所需的加熱熱量。
[0061] 樣品槽內(nèi)的液體種類不同,其比熱容也不同,因此升高至待測(cè)溫度時(shí)所需要的熱 量也就不同。當(dāng)樣品槽22內(nèi)的液體溫度低于待測(cè)溫度時(shí),液體體積越大、樣品槽內(nèi)的液體溫 度越低,升高為待測(cè)溫度所需的熱量越大。當(dāng)樣品槽22內(nèi)的液體溫度高于待測(cè)溫度時(shí),在其 他條件相同的情況下,液體體積越大、樣品槽內(nèi)的液體溫度越高,降低至待測(cè)溫度所需散失 的熱量越大。
[0062] S22、根據(jù)加熱板上的水軟管數(shù)量、加熱熱量、以及加熱板的傳熱效率,確定供熱液 體的第一溫度以及水軟管中供熱液體的第一流量。
[0063] 供熱液體的第一溫度越高、第一流量越大,提供的熱量越大。當(dāng)樣品槽22內(nèi)的液體 溫度低于待測(cè)溫度時(shí),供熱液體的第一流量越大,單位時(shí)間內(nèi)供熱液體提供的熱量越大,將 樣品槽22內(nèi)的液體加熱至待測(cè)溫度所需的時(shí)間越短。當(dāng)樣品槽22內(nèi)的液體溫度高于待測(cè)溫 度時(shí),供熱液體的第一流量越大,單位時(shí)間內(nèi)供熱液體從樣品槽22內(nèi)的液體中帶走的熱量 越多,將樣品槽22內(nèi)的液體降溫至待測(cè)溫度所需的時(shí)間越短。優(yōu)選地,供熱液體的流量q滿 足如下關(guān)系:
[0064]
[0065] 式中,q第一流量,單位為:cm3/s ; Q為將液體加熱至待測(cè)溫度所需的加熱熱量,單 位為:J;η為加熱板上的水軟管數(shù)量,單位為:根;η為加熱板的傳熱效率,單位為:% ; co為供 熱液體的比熱容,單位為:J/(kg · °C);Po為供熱液體的密度,單位為:g/cm3; At為供熱液體 的溫度與樣品槽內(nèi)液體溫度之間的差值,單位為:°C。
[0066] S23、基于供熱液體的第一溫度以及水軟管中供熱液體的第一流量,對(duì)樣品槽內(nèi)的 液體進(jìn)行加熱。
[0067] 在進(jìn)行液體折射率測(cè)量的過程中,樣品槽22內(nèi)的液體溫度可能會(huì)產(chǎn)生波動(dòng),進(jìn)而 影響液體折射率測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和精確性。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例,步驟S2進(jìn)一步包 括:
[0068] 分別獲取水軟管26進(jìn)水端和出水端的供熱液體溫度,確定水軟管26進(jìn)水端和出水 端的供熱液體的溫度差;
[0069] 當(dāng)水軟管26進(jìn)水端