探索光折射法测量牛乳乳糖质量分数技术的研究

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1、工学硕士学位论文光折射法测量牛乳乳糖质量分数技术的研究谢家兴哈尔滨理工大学2005年3月哈尔滨理工大学工学硕士学位论文光折射法测量牛乳乳糖质量数技术的研究摘要本论文从理论和实验上详细研究了利用激光光折射原理快速测量牛乳乳糖质量分数的技术研究。He-Ne激光器发出的单色激光从盛乳糖溶液的三角形(“△”形)试样盒中透射后，出射光由位置记录器件CCD接收。CCD接收面上的光斑位置由溶液折射率决定，而乳糖溶液的折射率由浓度决定，所以，乳糖溶液的浓度与CCD上记录的光斑位置存在唯一确定的函数关系。这一关系可由实验得出

2、，并将其作为标准曲线(通过对一系列不同浓度牛乳乳糖的标准样品进行CCD位置测量获得)，这样即可用未知浓度的乳糖溶液所测量得到的位置参数与标准曲线比较，测量其浓度。对牛乳乳糖质量分数测试的预期目标是达到O．1％的准确度。根据测试要求和测量原理，进行了测试系统的硬件设计、制作和调试，编制了测试控制软件，并利用本测试系统进行了实验测量。实际的测试实验，证明了测试方法的正确性，达到了测量目的，即通过单“△”形试样盒测试法测量牛乳乳糖的质量分数达到了0．1％的准确度要求。通过理论研究和实际定标实验表明，试样盒的形状是

3、本测试方法的关键，因此对实验装置进行了改进，用双三角形试样盒代替单三角形试样盒，在测试条件相同下，双三角形试样盒的测试精确度比单三角形的高，所以，在保证测量误差在O．1％以内，可以减小光路规模，从而有利于测试系统的仪器化、产品化。由于我国乳品工业与发达国家的差距仍然十分明显，而且牛乳的质量检测是最薄弱环节之一，因此牛乳乳糖快速测定仪的成功开发，对促进我国乳品工业发展，提高乳品质量会带来巨大贡献，它有广阔的市场前景和很大的社会、经济效益，为增强我国乳品工业的国际竞争力，具有重大现实意义。关键词光折射法；牛乳乳

4、糖；精确度；试样盒—I一兰釜鎏耋三盔：三兰堡圭兰堡耋銮InvestigationontheContemofMilkLactosewiththeMethodofLaserRefractionAbstractInthispaper,wetheoreticallyandexperimentallyresearchedthecontentoflactoseinmilkthroughthemethodoflaserrefraction．AHe—Nelaser’Shomochromousbeamimpactsonatr

5、ianglesamplecase(“△”type)whichcontainslactosesolution，andit’SrefractivebeamisthenrecordedbyaCCDpositiondetector．Differentcontentsmeandifferentrefractiveindexesthataredeterminedbydifferentexitingbeams’positions，whichCanbedeterminatelyrecordedbyCCD．So，auniqu

6、efunction(obtainedthroughdetectingexitingbeams’positionsinCCDforaseriesoflactosesampleswitlldifferentcontents)describinglactosecontentsinqualitytolightposition，asvariable，exists．Positiontocontentrelationshipmightbegotbyexperimentasstandarddata。Hence，lactos

7、edeterminationcanbedonethroughdetectingexitbeams’positions，whichwillbelatercompared、Ⅳitllthestandardfunction．OurprospectiveaccuracyoflactosedeterminationinmilkisuptoO．1％．Accordingtodeterminationrequirementsandprinciples，hardwaredesigning，makinganddebugging

8、ofdeterminationsystemwerecarriedoutandcontrollingsoftwarewascompiled嬲well．Aseriesofexperiments，classifiedintotwosorts，weredoneusingthisdeterminationsystem．Theactualexperimentsthrough“／x”typesamplecase’Sdeterm