本發(fā)明涉及一種液體檢測，尤其涉及一種折射儀激光清洗裝置及清洗方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有技術(shù)中，折射率是液體的重要光學(xué)參數(shù)之一，借助折射率能了解液體的光學(xué)性能、純度、濃度以及色散等性質(zhì)，其他的一些參數(shù)(如溫度)也與折射率密切相關(guān)。因此，液體折射率的測量在化工、醫(yī)藥、食品、石油等等領(lǐng)域中都有重要的意義。

2、折射儀是一種利用全反射臨界角成像法進(jìn)行液體折射率測量的儀器。在諸如機(jī)械加工等生產(chǎn)領(lǐng)域中，通常采用折射儀對罐體或管道內(nèi)的被測液體進(jìn)行連續(xù)實(shí)時采樣測量，以監(jiān)視生產(chǎn)過程中液體參數(shù)的變化，及時處理以保障生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)。

3、但是，在實(shí)際工業(yè)測量場景中被測液體往往混入雜質(zhì)。這些雜質(zhì)會隨液體流動附著在折射儀的測量窗口，導(dǎo)致折射儀測量失準(zhǔn)甚至失效，嚴(yán)重影響生產(chǎn)過程的品質(zhì)管控。例如，機(jī)械加工中應(yīng)用的切削液，在循環(huán)使用過程中難免混入油滴泥污等雜質(zhì)形成混懸液，難以過濾清除，極易附著在玻璃棱鏡表面造成折射儀工作不良。

4、現(xiàn)有技術(shù)中，業(yè)界普遍采取超聲波清洗、電動刷子清洗等多種措施對折射儀進(jìn)行清洗，但效果不佳。因此，清洗成為切削液測量的一大痛點(diǎn)，亟需解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種折射儀激光清洗裝置及清洗方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中折射儀清洗的問題。

2、根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種折射儀激光清洗裝置，包括：

3、折射儀棱鏡、光纖、激光器；

4、所述折射儀棱鏡嵌設(shè)在在線折射儀端面上，包含第一平面和第二平面；

5、所述第一平面露出在線折射儀端面的外表面，與待檢測液體接觸；

6、所述第二平面與所述第一平面相對設(shè)置，且位于在線折射儀的內(nèi)部；

7、所述光纖設(shè)置于在線折射儀的內(nèi)部，包含第一端面和第二端面；第一端面與所述折射儀棱鏡的第二平面相對設(shè)置，第二端面連接所述激光器；

8、所述激光器用以產(chǎn)生能夠清潔所述第一平面上附著污垢的激光束。

9、所述激光器設(shè)置于所述在線折射儀內(nèi)部，或根據(jù)需要設(shè)置為所述在線折射儀的配件，設(shè)置在所述在線折射儀外部；所述光纖能夠根據(jù)所述激光器的位置加長或縮短設(shè)置。

10、所述激光器產(chǎn)生的激光能夠進(jìn)入所述光纖的第二端面，并經(jīng)過所述光纖的傳導(dǎo)，從所述第一端面射出后，進(jìn)入所述折射儀棱鏡的第二平面，并穿過所述折射儀棱鏡，從所述折射儀棱鏡的第一平面射出。

11、所述激光器產(chǎn)生的激光波長為200nm～400nm或850nm～1100nm，功率為20w～100w。

12、所述光纖的第一端面設(shè)置擴(kuò)束鏡；所述的激光束通過所述擴(kuò)束鏡后呈設(shè)定的錐角，在所述折射儀棱鏡的所述第一平面上形成能夠有效覆蓋污垢的光斑；

13、所述激光束與所述在線折射儀的測量光束不重合；優(yōu)選的，與所述折射儀棱鏡的所述第二平面的法線的夾角在15°以內(nèi)；

14、所述折射儀棱鏡的所述第二平面存在反射光的區(qū)域設(shè)置消光材料以吸收所述激光束的反射能量；或在所述折射儀棱鏡的所述第二平面存在反射光的區(qū)域?qū)?yīng)位置設(shè)置曲面反射鏡，將所述激光束的反射能量再次反射進(jìn)入所述折射儀棱鏡。

15、所述光纖的第一端面能夠根據(jù)所述第一平面上附著污垢的位置在設(shè)定范圍內(nèi)移動，使得所述激光器產(chǎn)生的激光束能夠垂直進(jìn)入所述第二平面、第一平面并準(zhǔn)確覆蓋所述第一平面上附著污垢。

16、所述激光器能夠根據(jù)所述在線折射儀的控制，調(diào)整產(chǎn)生激光束的輸出功率、輸出時間和輸出時長；所述在線折射儀根據(jù)所述折射儀棱鏡的第一平面上附著污垢的位置、面積、強(qiáng)度以及測量管道內(nèi)是否存在測量液體對所述激光器進(jìn)行控制。

17、根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種折射儀激光清洗方法，采用如上所述的折射儀激光清洗裝置，包括：

18、激光器產(chǎn)生激光束進(jìn)入光纖第二端面；

19、經(jīng)過光纖的傳導(dǎo)，所述激光束從光纖的第一端面射出，進(jìn)入折射儀棱鏡的第二平面；

20、所述激光從折射儀棱鏡的第二平面進(jìn)入，并穿過折射儀棱鏡，從折射儀棱鏡的第一平面射出，照射到折射儀棱鏡的第一平面上附著的污垢，使之融化分解。

21、所述光纖的第一端面設(shè)置擴(kuò)束鏡；所述的激光束通過所述擴(kuò)束鏡后呈設(shè)定的錐角，在所述折射儀棱鏡的所述第一平面上形成能夠有效覆蓋污垢的光斑；所述激光束與所述在線折射儀的測量光束不重合，優(yōu)選為所述折射儀棱鏡的所述第二平面的法線的夾角在15°以內(nèi)；所述折射儀棱鏡的所述第二平面存在反射光的區(qū)域設(shè)置消光材料以吸收所述激光束的反射能量；或在所述折射儀棱鏡的所述第二平面存在反射光的區(qū)域?qū)?yīng)位置設(shè)置曲面反射鏡，將所述激光束的反射能量再次反射進(jìn)入所述折射儀棱鏡；或

22、所述光纖的第一端面能夠根據(jù)所述第一平面上附著污垢的位置在設(shè)定范圍內(nèi)移動，使得所述激光器產(chǎn)生的激光束能夠垂直進(jìn)入所述第二平面、第一平面并準(zhǔn)確覆蓋所述第一平面上附著污垢。

23、所述在線折射儀根據(jù)所述折射儀棱鏡的第一平面上附著污垢的位置、面積、強(qiáng)度以及測量管道內(nèi)是否存在測量液體對所述激光器進(jìn)行控制；

24、所述激光器能夠根據(jù)所述在線折射儀的控制，調(diào)整產(chǎn)生激光束的輸出功率、輸出時間和輸出時長；

25、所述激光器產(chǎn)生的激光根據(jù)污垢的性質(zhì)設(shè)定波長和功率，優(yōu)選為波長200nm～400nm或850nm～1100nm，功率為20w～100w；

26、所述激光器設(shè)置于所述在線折射儀內(nèi)部，或根據(jù)需要設(shè)置為所述在線折射儀的配件，設(shè)置在所述在線折射儀外部；根據(jù)激光器與折射儀棱鏡的距離選擇合適的光纖長度。

27、采用上述方案的有益效果是：

28、本發(fā)明實(shí)施例的折射儀激光清洗裝置及方法，相較于傳統(tǒng)采用超聲波和電動刷子清洗的方式，大大提高了清洗的潔凈程度，而且無聲無振動，無機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)部件，節(jié)省能源，可在測量的同時進(jìn)行清潔，不影響測量精度。

29、本申請各個實(shí)施例中，利用攜帶高能量的激光進(jìn)行清潔，能夠瞬間加熱污垢使之融化，將污垢剝離測量棱鏡，隨流動的液體帶走，確保在線折射儀測量窗口的清潔度，有效避免了殘留對后續(xù)測量準(zhǔn)確性的影響，提高了測量數(shù)據(jù)的可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種折射儀激光清洗裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的折射儀激光清洗裝置，其特征在于，所述激光器設(shè)置于所述在線折射儀內(nèi)部，或根據(jù)需要設(shè)置為所述在線折射儀的配件，設(shè)置在所述在線折射儀外部；所述光纖能夠根據(jù)所述激光器的位置加長或縮短設(shè)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的折射儀激光清洗裝置，其特征在于，所述激光器產(chǎn)生的激光能夠進(jìn)入所述光纖的第二端面，并經(jīng)過所述光纖的傳導(dǎo)，從所述第一端面射出后，進(jìn)入所述折射儀棱鏡的第二平面，并穿過所述折射儀棱鏡，從所述折射儀棱鏡的第一平面射出。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的折射儀激光清洗裝置，其特征在于，所述激光器產(chǎn)生的激光波長為200nm～400nm或850nm～1100nm，功率為20w～100w。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的折射儀激光清洗裝置，其特征在于，所述光纖的第一端面設(shè)置擴(kuò)束鏡；所述的激光束通過所述擴(kuò)束鏡后呈設(shè)定的錐角，在所述折射儀棱鏡的所述第一平面上形成能夠有效覆蓋污垢的光斑；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的折射儀激光清洗裝置，其特征在于，所述光纖的第一端面能夠根據(jù)所述第一平面上附著污垢的位置在設(shè)定范圍內(nèi)移動，使得所述激光器產(chǎn)生的激光束能夠垂直進(jìn)入所述第二平面、第一平面并準(zhǔn)確覆蓋所述第一平面上附著污垢。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的折射儀激光清洗裝置，其特征在于，所述激光器能夠根據(jù)所述在線折射儀的控制，調(diào)整產(chǎn)生激光束的輸出功率、輸出時間和輸出時長；所述在線折射儀根據(jù)所述折射儀棱鏡的第一平面上附著污垢的位置、面積、強(qiáng)度以及測量管道內(nèi)是否存在測量液體對所述激光器進(jìn)行控制。

8.一種折射儀激光清洗方法，采用如權(quán)利要求1～7任一所述的折射儀激光清洗裝置，其特征在于，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的折射儀激光清洗方法，其特征在于，所述方法還包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的折射儀激光清洗方法，其特征在于，所述方法還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種折射儀激光清洗裝置及清洗方法，包括：折射儀棱鏡、光纖、激光器；在線折射儀內(nèi)置一個激光器，產(chǎn)生一束高能量激光，通過光纖傳導(dǎo)，從在線折射儀的內(nèi)部投射到折射儀棱鏡的底面，并且無損耗的穿過折射儀棱鏡，投射到折射儀棱鏡的測量面，并從測量面射出進(jìn)入待檢測液體。若測量面上積存有污垢，則這束激光就會照射到污垢，從污垢與測量面的附著部位加熱，從污垢的根部融化剝離，使污垢隨著流動的待檢測液體帶走，從而達(dá)到清潔測量面的目的。能夠大大提高清洗的潔凈程度，而且無聲無振動，無機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)部件，節(jié)省能源，可在測量的同時進(jìn)行清潔，不影響測量精度。

技術(shù)研發(fā)人員：馬玉峰,馬玉國,徐凱,胡朋飛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京領(lǐng)航力嘉機(jī)電有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15