石蜡的光学_温度特性测试
第27卷第6期 应 用 科 技 Vol.27,№.62000年6月 Applied Science and Technology Jun.,2000
石蜡的光学—温度特性测试
张淑文1 张立和2
(11哈尔滨化工二厂,黑龙江哈尔滨 150001;21哈尔滨工程大学理学院,黑龙江哈尔滨 150001)
摘 要:采用阿贝折射仪和透射式光纤传感测量方法对石蜡的折射率和透光特性随温度的变
①化进行了测量。
关键词:石蜡;折射率;透光特性;温度特性
1 引 言
在工业控制过程中,温度是最重要的参数之一。在其它领域中,温度的检测也是至关重要的[1]。产,,不恰当,,本文对两种石蜡的光学—温度特性进行了测量。
体的折射率ND(对钠黄光)NF-NC,N1>N,根据折射定律,沿,经AB面折射后,将以临界角进入折射棱镜,然后以折射角α从AC面出射至空气中。以这条光线为界,所有入射角小于90°的入射光线,经AB面折射后的折射角都小于临界角,且都在这条光线的左侧;所有入射角大于90°的入射光线,将被棱镜的金属外壳挡住,不进入折射棱镜。因此,用阿贝折射仪的望远镜对准出射光线观察时,就会看到明暗分界的视场,明暗分界线对应于α为出射角的方向。不同折射率的物体有不同的临界角,有不同的出射角。换句话说,一定的出射角α对应于一定的折射率。阿贝折射仪的刻度盘上直接刻有与α对应的N值。考虑到阿米西棱镜是按钠D线(589.3nm)无偏转的条件设计的,故阿贝折射仪测得的折谢率就是待测物体对D线的折射率ND.实验中用来加热的是恒温水浴。实验所得曲线如图2
所示。
2 石蜡折射率随温度变化的测量
为了进一步认识石蜡的光学—温度特性,用阿贝折射仪测量了石蜡的折射率随温度变化
的曲线。
图1 折射仪原理图
阿贝折射仪是利用介质面间全反射原理构成
的[2];它是专门用于测量透明或半透明液体、固
①收稿日期:2000-04-25
图2 石蜡的温度折射率曲线
作者简介:张淑文(1962-),男,黑龙江双城人,哈尔滨化工二厂助理工程师,主要研究方向:化工及工企电气控制。
第6期 张淑文:石蜡的光学—温度特性测试 ・27・
3 石蜡的温度—透光特性的测量
实验中采用的是透射式光强调制。光透过待测物体时,其中一部分光通量被待测物体吸收或散射,另一部分光通量透过被测物体由光电探测器接收,如图3所示。被吸收或散射的光通量的数值决定于待测物体的性质。例如,光透过均匀介质时,透过的光强可由朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律表示[3]:
I=I0e
-αd
弯的影响也可忽略金属热胀冷缩的影响,从实
践上证实了这种方案是可取的。
式中:I0为入射到待测物体介质表面的光强;α为介质吸收系数;d为介质厚度。当介质(待测物体)的厚度d一定时,光电探测器接受的光通量仅与介质的吸收率有关,而实验中所有的介质为石蜡。由于介质吸收系数与温度有关,从而透过的光强是温度的函数,光强随温度的变化,
性曲线。
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(上接第25页)
图3 透射式光强调制的示意图
-3+3)稀土固体超强酸SO2是一4/TiO2/La
我们测量了常用的白色石蜡的光学—温度
特性曲线,实验所得结果如图4所示。
种良好的催化剂,催化酯化活性高,后处理方便,可重复使用,不产生三废污染,在工业上有一定的应用价值。
4 结 语
本实验是用加热炉给石蜡加热。在不改变加热炉的情况下,用其本身所带的两孔作为发射光纤和接受光纤的入口,不可避免光纤在炉内要发生弯曲,这样在加热过程中,由于光纤外部塑料套管随温度的升高而变形且输出信号对光纤弯曲非常灵敏[4],致使输出信号跳动非常大。为了克服由于光纤微弯带来的影响,采用了改进的实验装置。改进装置除光纤探头部分外其余几乎不受温度的影响,而且实验中在传感头中不注入石蜡情况下作出了一条线性非常好的曲线,且斜率很小,这说明既可忽略光纤微
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