1.一种基于激光干涉技术的溶液浓度快速检测方法,其特征在于,包括:步骤S1、将已知光强I0的测量激光接入迈克尔逊干涉仪,由迈克尔逊干涉仪中的50/50耦合器将测量激光分成两路子测量激光朝外发射以分别形成光路,在其中一个光路中设置反光镜,在另一个光路中设置比色皿;
步骤S2、将待测溶液取样放入比色皿内,一路子测量激光经反光镜反射产生参考光信号,另一路子测量激光经过比色皿及比色皿内的待测溶液折射和反射后产生检测光信号,并通过调整比色皿或反光镜的位置使参考光信号与检测光信号形成光干涉以产生干涉激光信号;
步骤S3、利用迈克尔逊干涉仪的平衡探测器将干涉激光信号转换成对应的目标电压信号;
步骤S4、确定目标电压信号的最大电压幅值,利用目标电压信号的最大电压幅值计算出待测溶液的折射率;
步骤S5、预先建立与待测溶液相对应的折射率‑浓度转换表达式,根据待测溶液的折射率利用折射率‑浓度转换表达式计算出待测溶液的浓度;
其中,步骤S4中利用目标电压信号的最大电压幅值计算出待测溶液的折射率具体包括:由目标电压信号的最大电压幅值Um按公式 确
定K;
根据 计算出待测溶液的折射率n30;
其中, k为平衡探测器将电流转换成电压的预设系数,K1为平衡探测器的光强转换成光功率的预设系数,I1表示参考光信号的光强,I1=I0/2,K2表示其中一束子测量激光的光强衰减常数,n10为空气的折射率,n20为比色皿的折射率,r为平衡探测器的响应度。
2.根据权利要求1所述基于激光干涉技术的溶液浓度快速检测方法,其特征在于,测量激光是由DFB激光器产生的中心波长是1310nm的肉眼不可见激光。
3.根据权利要求2所述基于激光干涉技术的溶液浓度快速检测方法,其特征在于,在步骤S2中当比色皿与50/50耦合器之间的位置距离确定时,还包括帮助快速确定反光镜与50/
50耦合器之间距离的步骤,具体包括:
在使用DFB激光器的同时,再使用一个红色激光器向迈克尔逊干涉仪产生肉眼可见的红色激光;
移动反光镜以调节反光镜与50/50耦合器之间的距离,当观察到检测光信号与参考光信号形成干涉时,停止移动反光镜。
4.根据权利要求1所述基于激光干涉技术的溶液浓度快速检测方法,其特征在于,步骤S4中确定目标电压信号的最大电压幅值的步骤具体包括:由数据处理装置获取目标电压信号;
由数据处理装置确定目标电压信号的最大电压幅值。
5.根据权利要求4所述基于激光干涉技术的溶液浓度快速检测方法,其特征在于,由数据处理装置确定目标电压信号的最大电压幅值的步骤具体包括:采用均值滤波对目标电压信号进行降噪处理;
采用正弦曲线叠加逼近法,对连续的至少5个周期的目标电压信号叠加进行非线性曲线拟合得到曲线方程;
求解曲线方程在各个周期内的极大值,并以至少5个周期各自的极大值的平均值确定为目标电压信号的最大电压幅值。
6.根据权利要求1‑5任何一项所述基于激光干涉技术的溶液浓度快速检测方法,其特征在于,步骤S5中预先建立与待测溶液相对应的折射率‑浓度转换表达式具体包括:取与待测溶液相同的溶质来分别配置多份给定浓度的已知溶液;
分别利用上述步骤S1‑S4检测出每份已知溶液对应的折射率;
依据各份已知溶液的给定浓度及对应计算获得的折射率进行线性拟合,生成折射率‑浓度转换表达式。