(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202280002123.1 (22)申请日 2022.04.06 (66)本国优先权数据 PCT/CN2021/1 14432 2021.08.25 CN (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2022.08.02 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/CN2022/085257 202 2.04.06 (71)申请人 深圳市流数 科技有限公司 地址 518000 广东省深圳市龙华区大浪街 道陶元社区陶吓锦华大厦16 02 (72)发明人 彭倜　徐凌杰　吴泳智　 (74)专利代理 机构 厦门市精诚新创知识产权代 理有限公司 3 5218 专利代理师 方惠春(51)Int.Cl. G01N 21/41(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种折光仪、 探测装置和探测折 射率的方法 (57)摘要 本申请提供一种折光仪， 包括光源模块、 反 射模块、 汇聚模块、 感光面阵、 控制模块和处理 器； 控制模块用于控制所述光源模块出射光束； 反射模块用于接收来自所述光源模块的光束， 当 来自所述光源模块的光束在所述反射模块内满 足全反射条件时， 所述光束在所述反射模块内发 生全反射， 并入射至所述汇聚模块； 汇聚模块用 于将来自所述反射模块的光束汇聚至所述汇聚 模块的焦平 面上； 感光面阵位于所述汇聚模块的 焦平面上， 所述控制模块还用于控制所述感光面 阵对接收到的光束进行探测并输出探测图像； 处 理器用于根据所述探测图像确定所述探测图像 中的亮度突变界线， 以及根据所述亮度突变界线 的位置确定所述亮度突变界线 对应的折 射率。 权利要求书9页 说明书19页 附图9页 CN 115298536 A 2022.11.04 CN 115298536 A 1.一种折光仪， 其特征在于， 包括光源模块、 反射模块、 汇聚模块、 感光面阵、 控制模块 和处理器； 所述控制模块用于控制所述 光源模块出射 光束； 所述反射模块用于接收来自所述光源模块的光束， 当来自所述光源模块的光束在所述 反射模块内满足全反射条件时， 所述光束在所述反射模块内发生全反射， 并入射至所述汇 聚模块； 所述汇聚模块用于将来自所述反射模块的光束汇聚至所述汇聚模块的焦平面上； 所述感光面阵位于所述汇聚模块的焦平面上， 所述控制模块还用于控制所述感光面阵 对接收到的光束 进行探测并输出探测图像； 处理器， 用于根据所述探测图像确定所述探测图像中的亮度突变界线， 以及根据所述 亮度突变界线的位置确定所述亮度突变界线对应的折 射率。 2.根据权利要求1所述的折光仪， 其特征在于， 所述反射模块包括第一介质， 所述折光 仪还包括设置在所述第一介质表面上 的探测区； 当所述探测区覆盖有待测液体， 且所述待 测液体的折射率低于所述第一介质的折射率时， 所述光束的至少部 分被所述待测液体全反 射； 所述光源模块的发散角与所述探测区匹配。 3.根据权利要求1所述的折光仪， 其特征在于， 所述光源模块的出射光束包含第 一光束 和第二光束； 所述反射模块包括相邻设置的第 一介质和第 二介质， 所述第 一介质的折射率大于所述 第二介质的折射率， 所述第一光束从所述第一介质入射至所述第二介质， 且至少 部分被所 述第二介质全反射， 所述汇聚模块用于将被所述全反射的第 一光束汇聚至所述感光面阵； 所述控制模块还 用于控制所述感光面阵对接收到的第一光束进 行探测并输出探测图像； 所述处理器用于确 定所述探测图像中所述第一 光束对应的第一亮度突变界线； 其中， 所述折光仪还包括探测区， 设置在所述反射模块内的其中一个介质的表面上， 用 于接收所述第二 光束； 当所述探测区覆盖有待测液体， 且所述待测液体的折射率低于所述其中一个介质的折 射率时， 所述第二光束的至少 部分被所述待测液体全反射； 所述汇 聚模块还用于将所述全 反射的第二光束汇聚至所述感光面阵； 所述处理器还用于从所述探测图像中确定所述第二 光束对应的第二亮度突变界线， 根据所述第二亮度突变界线的位置计算所述待测液体的折 射率， 以及根据所述第一亮度突变界线对所述待测液体的折 射率进行校正。 4.根据权利要求3所述的折光仪， 其特征在于， 所述探测区设置在所述第 一介质的表面 上， 所述探测区用于接 收从来自所述第一介质的第二光束； 且所述探测区和所述第二介质 分别位于所述第一介质的同一个表面上的不同区域。 5.根据权利要求4所述的折光仪， 其特征在于， 所述反射模块还包括具有与 所述第二介 质不同折射率的第三介质， 与所述探测区、 所述第二介质分别位于所述第一介质的同一个 表面上的不同区域， 所述第三介质用于对接 收到的、 来自所述光源模块的光束的至少 部分 全反射， 且经所述汇 聚模块汇 聚至所述感光面阵， 所述探测图像中还形成对应的第三亮度 突变界线；权　利　要　求　书 1/9 页 2 CN 115298536 A 2所述处理器用于根据 所述第一亮度突变界线和/或所述第 三亮度突变界线对所述待测 液体的折 射率进行校正。 6.根据权利要求4所述的折光仪， 其特征在于， 所述第一介质包括具有光入射面、 光出 射面和探测面的棱镜， 所述探测区和所述第二介质分别位于所述探测面的不同区域上； 所述光出射面上设有分别对应所述第二介质和所述探测区的第一出光口和第二出光 口， 经所述第二介质全反射的至少 部分光束通过所述第一出光口入射至所述汇 聚透镜， 经 所述待测液体全反射的至少部分光束通过 所述第二出光口入射至所述汇聚透 镜。 7.根据权利要求6所述的折光仪， 其特征在于， 所述光入射面上还设置有入光口， 所述 第一光束和所述第二 光束通过 所述入光口入射至所述探测面上； 其中， 所述第 一出光口和所述第 二出光口分别位于所述入光口在所述光出射面上的投 影的两侧， 且与所述投影未有交叠 。 8.根据权利要求3所述的折光仪， 其特征在于， 所述第一介质、 所述第二介质和所述探 测区层叠设置， 且所述探测区设置在所述第二介质背向所述第一介质的一侧， 用于接 收依 次穿过所述第一介质和所述第二介质的第二 光束。 9.根据权利要求8所述的折光仪， 其特征在于， 所述反射模块包括具有光入射面、 光出 射面和探测面的棱镜， 所述探测区位于所述探测面上， 且所述探测区和所述探测面之间夹 有经固化的材料层和透光 玻璃层， 所述透光 玻璃层用于将所述材料层和所述棱镜密封在所 述折光仪内， 所述探测区位于所述透光玻璃层背向所述材 料层的一侧。 10.根据权利要求9所述的折光仪， 其特征在于， 所述棱镜的折射率大于所述材料层的 折射率， 且所述材料层的折射率大于所述透光玻璃层的折射率， 当所述待测液体的折射率 小于所述透光玻璃层的折 射率时， 所述探测图像上 形成有至少三条亮度突变分界线； 所述第一介质为所述棱镜， 所述第 二介质为所述材料层； 或者， 所述第 一介质为所述材 料层， 所述第二介质为所述透光玻璃层。 11.根据权利要求9所述的折光仪， 其特征在于， 所述棱镜的折射率大于所述材料层的 折射率， 所述材料层的折射率大于所述透光玻璃层的折射率， 且所述感光面阵避开经所述 材料层全反射的光束 经所述汇聚透镜汇聚的位置， 使得所述所述探测图像上形成有两条亮 度突变分界线； 所述第一介质为所述材 料层， 所述第二介质为所述透光玻璃层。 12.根据权利要求9所述的折光仪， 其特征在于， 所述棱镜的折射率大于所述材料层的 折射率， 所述材料层的折射率小于或等于所述透光玻璃层的折射率， 所述第一介质为所述 棱镜， 所述第二介质为所述材 料层， 或者， 所述棱镜的折射率小于或等于所述材料层的折射率， 所述材料层的折射率大于所述透 光玻璃层的折 射率。 13.根据权利要求9所述的折光仪， 其特征在于， 所述经固化的材料层是经光固化的涂 层， 或者是 经高温固化的涂层， 或者是 经自然固化的涂层。 14.根据权利要求9所述的折 光仪， 所述经固化的材 料层是经光固化的无影胶 层。 15.根据权利要求9所述的折光仪， 所述透光玻璃层的折射率大于所述折光仪的折射率 测量量程的最大值。 16.根据权利要求3所述的折光仪， 其特征在于， 所述第二介质的折射率大于1.33且不权　利　要　求　书 2/9 页 3 CN 115298536 A 3