少量流动液体折射率测量技术研究

发布时间：2020-03-28 21:09

【摘要】：折射率是材料的重要光学参数之一。物质的折射率与其他重要的物理特性、生物特性和化学特性都有着紧密的联系,通过对折射率的测量,可以间接的获取到其他广泛使用的特性参数,如浓度、生物医学标记、盐度和发酵动力等。这种间接的检测方法保证了检测结果的可靠性和实时性,且无需荧光标记就可实现样品制备的最小化。此外,折射率还可以作为监测液体的动态变化过程的一个指标。在化工、医药、石油等许多工业部门和科学研究中,测定某些液体的折射率是十分必要和重要的。近年来随着对折射率测量技术研究的发展,连续测量和对小体积液体折射率的测量的需求在逐步扩大。本论文介绍了多种折射率测量方法,并对光学临界角法测量液体折射率的原理做了深入研究,在该原理基础上提出了一种对小体积液体折射率测量的技术。为验证该技术的各项性能,设计了流动液体折射率测量系统,该系统在传统临界角折射仪的基础上,将盛放待测液体的测量池设计为流道式的结构。通过一对入水/出水口使得待测液体具有流动性,可以连续测量流过液体的折射率。且测量流道的宽度设计得较小,可实现对小体积液体折射率的测量。通过一系列的折射率测量实验,验证了该系统具有良好的准确性、稳定性和实用性。为了解决高效率测量和更小体积液体的测量问题,从两个方向对该技术做了进一步的优化改进。一是为提升测量效率而增加流道的数量,设计了具有两条独立液体流道的测量池,可以实现对不同液体的折射率同时测量以及系统的自检自校正等特点;二是为测量微量液体折射率而减小流道宽度,设计了基于微流控技术的微流道测量池,并将该技术应用于对微流控芯片的折射率匹配场景中。设计了一系列的实验对以上技术进行验证,实验结果表明两项改进技术均能解决实际测量场景中的局限性,并能得到准确的测量结果。
【图文】：

图 2-2 反射率 R 与入射角关系曲线可以看出，在临界角附近，，发射率会发生较为剧烈的变化，在边界。通过对反射率曲线进行一阶微分，在临界角处会存在一个个单一峰值，可通过该峰值提取出临界角的值，如图 2-3 所示

图 2-2 反射率 R 与入射角关系曲线可以看出，在临界角附近，发射率会发生较为剧烈的变化，在边界。通过对反射率曲线进行一阶微分，在临界角处会存在一个个单一峰值，可通过该峰值提取出临界角的值，如图 2-3 所示
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O435.1;O35

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本文编号：2604923