研究目的
展示一种基于智能手机平台的便携式临界角折射仪，该仪器利用手机屏幕作为光源、前置摄像头作为探测器，可实时测量折射率变化。
研究成果
基于智能手机的临界角折射仪分辨率达到3.6×10^-4 RIU（0.24°白利糖度），与标准折射仪相当。该设备能实时连续监测折射率和白利糖度值，在果汁检测中成功应用并展现出高度可靠性。系统便携、低成本且适合现场使用，为传统方法提供了简单自动化的替代方案。
研究不足
测量范围因最大临界角为67°而限制在折射率1.3808以内（31.6°白利糖度）。超过0.5°C的温度波动可能影响测量结果，但本研究已控制该因素。对于含果肉果汁，散射和吸收可能引入误差，如观测到的绝对误差高达0.21°白利糖度。
1：实验设计与方法选择：
基于全内反射临界角折射测量原理设计。定制光学耦合器用于收集智能手机屏幕光线并导入流动池中的样品，反射光由前置摄像头捕获。专用智能手机应用程序通过分析图像梯度峰偏移来测定折射率和白利糖度值。
2：样品选择与数据来源：
使用九组水-蔗糖溶液（0-22% w/w）进行校准，测试六种包装果汁样品。所有样品均在室温（25°C）下制备。
3：实验设备与材料清单：
智能手机（联想K910L）、3D打印机（闪铸Creator X）、环氧树脂（EPO-TEK? 301-1）制光学耦合器、流动池、蠕动泵（Lead fluid BQ50S）、硅胶管、水-蔗糖溶液及果汁样品。
4：实验流程与操作步骤：
通过3D打印和环氧浇铸制作光学耦合器。样品以100μL/分钟流速经蠕动泵输入流动池。智能手机每3秒拍摄图像，专用应用程序实时分析计算折射率与白利糖度值。
5：数据分析方法：
采用MATLAB和Simulink处理图像，对反射强度曲线求导获得梯度曲线，经滤波后用威布尔函数拟合确定峰位。建立折射率与白利糖度的校准曲线，通过线性回归实现定量分析。
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