Real-time measuring system for liquid refractive index based on Fourier transform spectrum analysis

Abstract

提出了一种基于傅里叶变换频谱分析技术的数字化、高精度、便携式液体折射率实时干涉测量系统。该系统以劈尖形液体容器构成的等厚干涉测量光路为基础，搭建了以CCD（charge coupled device）相机记录的共路干涉测量系统。以树莓派硬件系统为平台，Python语言为编程基础，通过傅里叶变换频谱分析和三次样条插值实现记录窗口内干涉条纹数的精确提取。设计了图形操作界面，实现了测量过程的动态可视，测量过程只需提前标定未注入液体时的初始干涉条纹数，无需额外预设参数即可实现流动液体折射率的实时测量。实验中分别测定了3种液体的折射率，并验证了测量系统的时间稳定性。结果表明，当初始干涉条纹数大于180条时，测量系统有较好的时间稳定性，且测量的相对误差均在0.754%以内。