一种基于丁达尔效应溶胶液浓度测量便携式装置的设计方法与流程

本发明涉及一种基于丁达尔效应进行溶胶液浓度测量的便携式测量装置，主要用于在野外对含有纳米金、纳米银离子等溶胶液体的浓度测量。

背景技术：

定量的测量液体的浓度在各个领域中都有着广泛的需求。目前，液体浓度检测方法主要有化学滴定法、光谱法、分光光度法、旋光度法、谐振法、荧光探针法，这些方法及相关检测仪器装置具有技术成熟、检测精度高等优点，但这些仪器装置价格高、体积大、环境条件要求高等缺点，需要在实验室使用，无法满足携带及野外对液体采样后立即检测的需要。在当前的一些特殊应用中，需要在野外对研究的液体对象进行采样，并立即对采样液体浓度进行检测，以往的液体浓度检测方法和装置难以满足这个要求。本发明提供一种便携式溶胶液浓度测量实验装置的设计方法，利用该方法设计的溶胶液体便携式实验装置用于研究丁达尔光强度与数字图像的关系、溶胶液浓度与丁达尔光强度的关系。

技术实现要素：

本发明的目的在提供了一种操作简单的便携式溶胶液浓度测量实验装置的设计方法，利用该方法设计的溶胶液体便携式实验装置用于研究丁达尔光强度与数字图像的关系、溶胶液体浓度与丁达尔光强度的关系。

本发明所述的实时测量溶胶液浓度的便携式装置具体实现方法如下：

(1)便携式测量装置包括可旋转的试样安装与旋转部件、安装底板、光源部件、图像传感器部件、弹簧定位部件、上盖板、侧盖板等组成。

(2)试样安装与旋转部件由试管安装圆盘、试管底支撑圆盘、旋转轴等组成。试管安装圆盘在靠近外径的圆周上均匀分布多个直通的试管安装圆孔，在圆盘中心开旋转轴安装孔；试管底支承圆盘支撑试管底部，在圆盘中心开旋转轴安装孔。旋转轴由尼龙或pom材料制作，上部具有固定试管安装圆盘的法兰台阶，下部具有安装在安装底板旋转孔的圆轴端。旋转轴穿过试管安装圆盘和试管底支撑圆盘的旋转轴安装孔，利用螺纹将试管安装圆盘和试管底支撑圆盘固定在旋转轴的法兰台阶上，两个圆盘之间的间距与试管直壁长度相适应。

(3)光源部件由光源和光源固定支架组成，光源安装在光源固定支架上，光源固定支架能够在安装底板的光源安装调整槽中调整位置并用螺纹固定。

(4)图像传感器部件由数字图像传感器和传感器固定支架组成，数字图像传感器安装在传感器固定支架上，传感器固定支架能够在安装底板的传感器安装调整槽中调整位置并用螺纹固定。

(5)弹簧定位部件由弹簧定位珠和定位珠固定支架组成，弹簧定位珠安装在定位珠固定支架上，定位珠固定支架安装在安装底板上。

(6)安装底板由黑色pom或黑色尼龙等黑色材料制作。安装底板具有旋转轴孔、光源部件安装调整槽、传感器部件安装调整槽等；试样安装与旋转部件的旋转轴安装在安装底板的旋转轴孔中；光源部件安装在安装底板的光源部件安装调整槽中，在调整槽中调整好光源与试样之间的距离后，用螺纹后固定光源部件；传感器部件安装在安装底板的传感器部件安装调整槽中，在槽内调整传感器部件与被测试样之间的的距离，用螺纹固定传感器部件；弹簧定位部件安装在安装底板上，调整弹簧定位部件的位置，使得试管安装与旋转机构旋转时，待测试管定位在传感器部件中心轴线上。

(7)上盖板由黑色pom或黑色尼龙材料制作。在上盖板上开一个与试样安装与旋转部件的试样安装圆盘直径相匹配的圆孔，该圆孔与安装底板的旋转轴孔同心，试样安装与旋转部件做切换试样的旋转运动时，试样安装与旋转部件、试样安装圆盘在该孔中旋转运动。

(8)测量装置除安装底板、上盖板板外，其余四面用黑色pom薄板封闭形成暗室。

(9)将6个已知浓度的溶胶液、2个待测浓度的溶胶液装入玻璃试管，试管放入试样安装与旋转部件中试管安装圆盘的试样安装孔中，开启光源，旋转试管安装与旋转机构，弹簧定位部件实现旋转定位，在每一个定位点拍摄数字图像。

附图说明

图1为装置总体结构俯视图

图2光源与传感器的位置示意图

图3旋转部件侧视图(左)和俯视图(右)

图中①光源部件②图像传感器部件③试管底支承圆盘④支撑柱⑤安装底板⑥调整槽⑦弹簧定位部件⑧旋转部件

具体实施方式

实施例1：

(1)便携式测量装置包括可旋转的试样安装与旋转部件、安装底板、光源部件、图像传感器部件、弹簧定位部件、上盖板、侧盖板等组成。

(2)试样安装与旋转部件由试管安装圆盘、试管底支撑圆盘、旋转轴等组成。试管安装圆盘直径为110mm,在靠近外径直径为90mm的圆周上均匀分布8个直通的直径为12mm的试管安装圆孔，在圆盘中心开直径为10mm旋转轴安装孔；试管底支承圆盘支撑试管底部，在圆盘中心开直径为20mm旋转轴安装孔。旋转轴由尼龙或pom材料制作，上部具有固定试管安装圆盘的法兰台阶，台阶上部轴的直径为10mm，台阶下部轴的直径为20mm，最下端具有长度为10mm直径为16mm的台阶轴，这个16mm直径的轴安装在安装底板旋转轴孔中。旋转轴穿过试管安装圆盘和试管底支撑圆盘的旋转轴安装孔，利用螺纹将试管安装圆盘和试管底支撑圆盘固定在旋转轴的法兰台阶上，两个圆盘之间的间距调整为20mm。

(3)光源部件由光源和光源固定支架组成，光源使用红色或绿色激光光源。光源安装支架由黑色pom材料制作，并作打毛处理减小光的反射，光源安装在光源固定支架，光源固定支架能够在安装底板的光源安装调整槽中调整位置并用螺纹固定。

(4)图像传感器部件由数字图像传感器和传感器固定支架组成，传感器固定支架由黑色pom材料制作并作打毛处理减小光的反射。数字图像传感器安装在传感器固定支架上上，传感器固定支架能够在安装底板的传感器安装调整槽中调整位置并用螺纹固定。

(5)弹簧定位部件由弹簧定位珠和定位珠固定支架组成，弹簧定位珠的珠径为4mm，弹簧定位珠安装在定位珠固定支架上，定位珠固定支架安装在安装底板上。

(6)安装底板由8mm厚黑色pom材料制作。安装底板具有直径为16mm的旋转轴孔、30mm宽3mm深长度为60mm的光源部件安装调整槽、60mm宽3mm长度为40mm的传感器部件安装调整槽，光源安装调整槽与传感器部件安装调整槽成90度夹角。试样安装与旋转部件的旋转轴底部直径为16mm的轴安装在安装底板的旋转轴孔中；光源部件安装在安装底板的光源部件安装调整槽中，在调整槽内调整好光源与试样之间的距离后，用螺纹固定光源部件；传感器部件安装在安装底板的传感器部件安装调整槽中，在在调整槽内调整传感器部件与被测试样之间的的距离，用螺纹固定传感器部件；弹簧定位部件安装在安装底板上，调整弹簧定位部件的位置，使得试管安装与旋转机构旋转时，待测试管定位在传感器部件中心轴线上

(7)上盖板由黑色pom或黑色尼龙材料制作。在上盖板上开一个与试样安装与旋转部件的试样安装圆盘直径为110mm+0.2mm的圆孔，该圆孔与安装底板的旋转轴孔同心，试样安装与旋转部件做切换试样的旋转运动时，试样安装与旋转部件、试样安装圆盘在该孔中旋转运动。

(8)测量装置除安装底板、上盖板板外，其余四面用黑色厚度为2mm的pom薄板封闭形成暗室。

(9)6个参考溶胶液浓度选择为0.5518×10^-5g/ml、0.8277×10^-5g/ml、1.3795×10^-5g/ml、2.2.72×10^-5g/ml、2.759×10^-5g/ml、3.3108×10^-5g/ml、3.8626×10^-5g/ml、4.6903×10^-5g/ml。将6个已知的参考液和2个待测溶胶液体分别装入玻璃试管，试管放入试管安装与旋转机构中试管固定圆盘的试管安装圆孔中，开启光源，旋转试管安装与旋转机构，弹簧定位机构的每一个定位点上顺序拍摄数字图像。

以上所述仅是本发明的一个具体实施例，但本发明不仅限于此例。