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专利号: 2019103782696
申请人: 陕西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种贵金属纳米颗粒溶液光热升温的测量装置,其特征在于,包括控制器(1)、加热激光器(2)、探测激光器(3)和线阵CCD设备(4),其中,加热激光器(2)和探测激光器(3)分别布置在被测液滴(6)的两侧,且加热激光器(2)和探测激光器(3)之间设置有倾角,线阵CCD设备用于采集被测液滴(6)经过激光照射的彩虹信号,并将采集到的彩虹信号传输到控制器,控制器用于接收彩虹信号,并对接收到的彩虹信号进行处理分析,得到被测液滴(6)的温度。

2.根据权利要求1所述的一种贵金属纳米颗粒溶液光热升温的测量装置,其特征在于,加热激光器(2)和探测激光器(3)之间的夹角为10~130°。

3.根据权利要求1所述的一种贵金属纳米颗粒溶液光热升温的测量装置,其特征在于,探测激光器(3)和被测液滴(6)之间设置有两组柱面镜,每组柱面镜包括两个柱面镜本体,其中,探测激光器(3)和柱面镜本体之间同轴布置。

4.根据权利要求1所述的一种贵金属纳米颗粒溶液光热升温的测量装置,其特征在于,控制器还连接有显微相机(5)。

5.一种贵金属纳米颗粒溶液光热升温的测量方法,其特征在于,基于权利要求1-4中任一项所述的一种贵金属纳米颗粒溶液光热升温的测量装置,包括以下步骤:步骤1,利用一束加热激光和一束探测激光从不相同的两个方位入射通过贵金属纳米颗粒液滴;

步骤2,利用高速线阵CCD采集探测激光通过液滴后的彩虹信号;

步骤3,通过对采集到的彩虹信号进行处理分析,得到被测液滴的折射率;

步骤4,利用温度和折射率的关系,得到所测液滴的温度。

6.根据权利要求5所述的一种贵金属纳米颗粒溶液光热升温的测量方法,其特征在于,步骤3中,通过对采集到的彩虹信号进行处理分析的具体方法是:通过线阵CCD测量得到彩虹信号,进而得到Airy峰角的位置θiAirg,通过位置θiAirg计算初始温度对应的折射率n0;

将彩虹信号通过快速傅里叶变换得到Ripple频率fRipple,通过Ripple频率fRipple计算非初始温度下对应的连续折射率n。

7.根据权利要求6所述的一种贵金属纳米颗粒溶液光热升温的测量方法,其特征在于,通过位置θiAirg得到初始温度对应的折射率的具体方法是:Airy峰位置θiAirg表示为:

其中, θrg为一阶

彩虹几何光学角;zi为确定的一组常数;d为液滴粒子的直径,λ为入射光波的波长,n0为液滴粒子在初始温度下对应的折射率。

8.根据权利要求6所述的一种贵金属纳米颗粒溶液光热升温的测量方法,其特征在于,通过Ripple频率fRipple计算非初始温度下对应的连续折射率n的具体方法是:首先,通过Ripple频率fRipple的表达式计算得到非初始温度下的一个Ripple频率fRipple周期内的连续折射率n1,其中:Ripple频率fRipple的表达式:

fRipple=0.02699n1-1.4944d               (2)其中,n1为液滴粒子非初始温度下的一个Ripple频率fRipple周期内的连续折射率,d为液滴粒子的直径;

其次,通过CSD方法计算两个相邻的Ripple频率fRipple之间的相位差,将该相位差和非初始温度下的一个Ripple频率fRipple周期内的连续折射率n1相结合,进而得到连续时间内非初始温度下的连续折射率n。

9.根据权利要求6所述的一种贵金属纳米颗粒溶液光热升温的测量方法,其特征在于,步骤4,将步骤3中得到的初始温度对应的折射率n0和非初始温度下对应的连续折射率n分别代入式(1)中,得到被测溶液的初始温度和连续温度:T表示摄氏温度;A(T)=1.3208-1.2325×10-5T-1.8674×10-6T2+5.0233×10-9T3;

B(T)=5208.2413-0.5179T-2.284×10-2T2+6.9608×10-5T3;

C(T)=-2.5551×108-18341.336T-917.2319T2+2.7729T3;

D(T)=9.3495+1.7855×10-3T+3.6733×10-5T2-1.2932×10-7T3。

10.根据权利要求5所述的一种贵金属纳米颗粒溶液光热升温的测量方法,其特征在于,步骤1,加热激光和探测激光光线之间的夹角为10~130°。