自动折射仪计量校准装置及其使用方法

技术领域

本发明属于计量校准技术领域，特别涉及自动折射仪计量校准装置及其使用方法。

背景技术

光通过两种不同密度的介质时，由于传播速度不同，因此在两种介质的界面产生折射，其数值用折射率表示。随着两种不同密度介质的密度差变化，折射率也会相应变化，通过光电测试技术，能够将其变化在光学分度标尺或光电传感器上反映，从而达到测量目的。

折射率是物质最重要的物理常数之一，通过折射率测定，能精确判断液体物质纯度，确定液体混合物的组成和浓度。折射率测量是非破坏性测量，相比破坏性测量而言更加迅速和简便，折射率测量能够广泛应用于制药、香料、化工和石油等工业生产，科研或教学部门也将其作为分析化验或质量控制手段。根据仪器的测量原理及设计不同，目前该类折射仪分为手持折射仪或手持含量计、阿贝折射仪和自动折射仪三种。

鉴于折射仪的重要用途及广泛使用，国内计量系统有了JJG 625阿贝折射仪国家计量检定规程、JJG 820手持糖量(含量)计及手持折射仪国家计量检定规程，对相应的手动或半自动仪器进行检定校准，保证了该类仪器测量的准确可靠。近些年，由于光电技术的发展，采用位置传感器的自动折射仪也被市场广泛普及，该类自动折射仪器具有很高的准确度，同时测量池体很小，工作面直径仅8～9mm。

目前虽然有折射率国家标准物质，但是其不确定度比该类自动折射仪器的示值误差还大，无法采用现有的折射率标准物质溶液对该类仪器进行相应的检定校准。JJG 981规定的阿贝折射仪标准块虽然可以对国产的手动或半自动阿贝折射仪进行检定校准，但是为了确保折射量的量值溯源及传递，要求阿贝折射仪标准块工作面尺寸不能小于15mm×11mm，比市面常见自动折射仪的工作面直径8～9mm大很多。传统国产的检定校准手动或半自动阿贝折射仪用折射率标准块根本无法应用到自动折射仪，导致无法对自动折射仪器进行检定校准，采用自动折射仪进行测量时数据的质量无法保障。

发明内容

本发明是为了解决目前自动折射仪无法有效计量校准，测量结果缺乏可溯源性，从而使自动折射仪的测量结果不准确可靠的问题。现提供如下技术方案：

本发明所述的自动折射仪计量校准装置，包括：折射率校准块，折射率校准块包括溯源端和校准端；溯源端为长方体或三棱柱，校准端为圆柱体或长方体，溯源端与校准端同轴并相互垂直连接。

作为优选的是，溯源端和校准端的组合方式包括：长方体和圆柱体、长方体和长方体、三棱柱和圆柱体或三棱柱和长方体。

作为优选的是，溯源端为长方体时，溯源端的主轴垂直于校准端主轴，溯源端主轴的中点与校准端连接，与校准端连接的溯源端的一个边长大于等于15mm，溯源端的端面的边长大于等于11mm，溯源端的工作面为抛光面，工作面为溯源端不与校准端相接触的顶面及侧面；溯源端为三棱柱时，溯源端与校准端同轴，溯源端的三个侧面均为溯源工作面。

作为优选的是，校准端为圆柱体时，圆柱体平行于与溯源端的接触面的端面为工作面，该工作面的直径范围为8mm～15mm；校准端为长方体时，校准端平行于与溯源端的接触面的端面为工作面，该工作面形状为正方形，该正方形对角线长度的范围为8mm～15mm。

作为优选的是，折射率校准块是复现不同折射率量值的多个折射率校准块，使用中取用复现量值满足需求的折射率校准块，折射率校准块复现量值的折射率范围为1.40～1.75。

作为优选的是，折射率校准块为光学玻璃一体化加工制成。

作为优选的是，还包括配套支架；配套支架主体结构的形状为圆柱体，配套支架沿其轴向设有通孔，通孔横截面的形状与溯源端的端面形状一致；配套支架的一个端面上设有两个水平仪，两个水平仪相互垂直。

自动折射仪计量校准装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一，将配套支架及水平仪放置在自动折射仪测量工作面外的水平面上，配套支架开孔的几何中心与自动折射仪测量工作面的几何中心重合，根据水平仪调整自动折射仪，使自动折射仪测量工作面水平；

步骤二，在自动折射仪测量工作面上滴入接触液，将一个折射率校准块放在自动折射仪的工作面上，等待自动折射仪显示的数值稳定，记录自动折射仪示值；

步骤三，将步骤二重复6次后获得6个自动折射仪示值，6个自动折射仪示值的平均值与当前的折射率校准块的复现量值作差，将差值作为自动折射仪示值误差，6次示值的标准偏差作为仪器重复性的表征参数；

步骤四、根据自动折射仪测试范围，选择不同折射率量值的折射率校准块，重复步骤二和步骤三，得到不同折射率量值的自动折射仪示值误差及重复性数值。

作为优选的是，步骤二中，接触液包括溴代萘等有机试剂，该接触液的折射率介于校准块复现量值的折射率与自动折射仪工作面的折射率之间。

有益效果：本发明所述的自动折射仪计量校准装置及其使用方法，通过光学性能均匀的玻璃折射率校准块，其溯源端尺寸符合高准确度定值装置的量传要求，确保校准端的折射率标准值准确可靠。采用高准确度定值装置，折射率校准块复现量值的不确定度能够达到1×10

附图说明

图1是一种溯源端为长方体，校准端为圆柱体的折射率校准块的正视图。

图2是一种溯源端为长方体，校准端为圆柱体的折射率校准块的侧视图。

图3是一种溯源端为长方体，校准端为圆柱体的折射率校准块的俯视图。

图4是一种溯源端为三棱镜，校准端为圆柱体的折射率校准块的三视图，(a)为正视图，(b)为侧视图，(c)为俯视图。

图5是一种溯源端为长方体，校准端为圆柱体的折射率校准块配套支架的三视图，(a)为正视图，(b)为侧视图，(c)为俯视图。

图6是一种溯源端为三棱镜，校准端为圆柱体的折射率校准块配套支架的三视图，(a)为正视图，(b)为侧视图，(c)为俯视图。

具体实施方式

具体实施方式一：参照图1～6具体说明本实施方式，本实施方式所述的自动折射仪计量校准装置，包括：折射率校准块，折射率校准块包括溯源端和校准端；溯源端为长方体或三棱柱，校准端为圆柱体或长方体，溯源端与校准端同轴并相互垂直连接。

进一步地，溯源端和校准端的组合方式包括：长方体和圆柱体、长方体和长方体、三棱柱和圆柱体或三棱柱和长方体。

进一步地，溯源端为长方体时，溯源端的主轴垂直于校准端主轴，溯源端主轴的中点与校准端连接，与校准端连接的溯源端的一个边长大于等于15mm，溯源端的端面的边长大于等于11mm，溯源端的工作面为抛光面，工作面为溯源端不与校准端相接触的顶面及侧面；

溯源端为三棱柱时，溯源端与校准端同轴，溯源端的三个侧面均为溯源工作面。

进一步地，校准端为圆柱体时，圆柱体平行于与溯源端的接触面的端面为工作面，该工作面的直径范围为8mm～15mm；

校准端为长方体时，校准端平行于与溯源端的接触面的端面为工作面，该工作面形状为正方形，该正方形对角线长度的范围为8mm～15mm。

进一步地，折射率校准块是复现不同折射率量值的多个折射率校准块，使用中取用复现量值满足需求的折射率校准块，折射率校准块复现量值的折射率范围为1.40～1.75。

进一步地，折射率校准块为光学玻璃一体化加工制成。

本实施方式所述的自动折射仪计量校准装置，通过光学性能均匀的玻璃折射率校准块，其溯源端尺寸符合高准确度定值装置的量传要求，确保校准端的折射率标准值准确可靠。采用高准确度定值装置，折射率校准块复现量值的不确定度能够达到1×10

具体实施方式二：本实施方式是基于具体实施方式一所述的自动折射仪计量校准装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一，将配套支架及水平仪放置在自动折射仪测量工作面外的水平面上，配套支架开孔的几何中心与自动折射仪测量工作面的几何中心重合，根据水平仪调整自动折射仪，使自动折射仪测量工作面水平；

步骤二，在自动折射仪测量工作面上滴入接触液，将一个折射率校准块放在自动折射仪的工作面上，等待自动折射仪显示的数值稳定，记录自动折射仪示值；

步骤三，将步骤二重复6次后获得6个自动折射仪示值，6个自动折射仪示值的平均值与当前的折射率校准块的复现量值作差，将差值作为自动折射仪示值误差，6次示值的标准偏差作为仪器重复性的表征参数；

步骤四、根据自动折射仪测试范围，选择不同折射率量值的折射率校准块，重复步骤二和步骤三，得到不同折射率量值的自动折射仪示值误差及重复性数值。

进一步地，步骤二中，接触液包括溴代萘等有机试剂，该接触液的折射率介于校准块复现量值的折射率与自动折射仪工作面的折射率之间。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。