Способ измерения показателя преломления и устройство для его осуществления

Способ измерения показателя преломления и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 170 178 (21) 2673 350/18-25 (5 ) М

2 с присоединением заявки Ио

G 01 и 21/46

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытн и (23) Приоритет

Опубликовано 15,0780. Бюллетень Ио 26 (53) УДК 535.322.4 (088. 8) Дата опубликования описания 150780 (72) Авторы изобретения

Л,В.Налбандов, Б.И.Молочников и В.Е.Буслаева (73) Заявитель (54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ

Изобретение относится к области технической физики, а более конкретно к аппаратуре для измерения абсолютного значения показателя преломления и и разности показателей преломления Ьп сравниваемых образцовых мер жидких и твердых веществ. Изобретение предназначено для использования в системе метрологической службы с целью передачи единицы показателя преломления от мер высшей точности к образцовым с погрешностью 1;10

Известен способ измерения показателя преломления и разности показателей преломления для жидких и твердых сред, в котором измерение осуществляется путем определения угла выхода из измерительной призмы монохроматического пучка лучей, падающего под скользящим углом на границу соприкосновения измерительной призмы и исследуемого вещества.

Устройство для измерения и данным способом содержит источник монохроматического света, измерительную призму, контактирующую с исследуемым веществом, подвижную приемную оптическую систему с автоколлимационным устройством и углоиэмерительную систему, выполненную в виде оси с отсчетным лимбом (Ц .

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению явля5 ется способ измерения показателя преломления путем определения угла выхода из измерительной призмы монохроматического пучка лучей, падающего под скользящим углом на границу соприкосновения измерительной призмы и исследуемого вещества.

При этом устройство для определения показателя преломления данным способом содержит источник монохро15 матического света, измерительную призму, контактирующую с исследуемым веществом, приемную оптическую систему с автоколлимационным устройством и углоиэмерительную систему, вы20 полненную в виде оси с отсчетным лим-. бом (2) .

Недостатком известного технического решения является сложность про,цесса измерения, а также невысокая

25 точность. Действительно,для измерения угла выхода необходимо переместить приемную оптическую систему на значительный угол (70-80 ).Поскольку приемная оптическая система имеет значи30 тельные габариты и вес, а также вклю

748206 чает фотоэлектрическое устройство .с двигателем и шлангами, подводящими электропитание, то необходимость перемещения приводит к усложнению процесса измерения и конструкции прибдра и, кроме того, снижает точность измерения иэ-за значительной нагрузки на ось вращения и передачи на нее вибраций от электродвигателя модулятора фотоэлектрического устройства.

Целью изобретения является упрощение процесса измерения и повышение тбчности

Цель достигается тем, что по предлагаемому способу измерения показателя преломления сначала оптическую ось автоколлимационного устройства устанавливают по .нормали к выходной грани измерительной призмы, затем между объективом автоколлимационного устройства и выходной гранью призмы вводят первое зеркало под углом 45О к выходной грани призмы, а расположение на пути отраженного от этого зеркала светового пучка второе плоское зеркало поворачивают до совпадения отсчетной марки приемной оптической системы с иэображением марки автоколлимационного устройства, а затем дополнительно поворачивают

его до совпадения отсчетной марки приемной системы с границей света и тени для монохроматического пучка света, измеряют угол дополнительного поворота второго зеркала, после чего искомый показатель преломления вычисляют по формуле:

2. 2 где N — показатель преломления из2 мерительной призмы, — угол дополнительного поворо2 та второго зеркала.

Данный способ может быть реализован с помощью устройства, в котором с целью упрощения конструкции между объективом автоколлимационного устройства и выходной гранью измерительной призмы по ходу луча введено первое плоское зеркало, установленное под углом 45 к выходной грани призмы и выполненное с воэможностью выведения его из хода лучей, а между выходной гранью призмы и объективом приемной системы установлено второе, зеркало, жестко связанное с осью углоизмерительной системы.

На чертеже представлена принципиальная схема рефрактометра, выполненная согласно данному изобретению.

Рефрактометр содержит источник

1 монохроматического света, измерительную призму 2, рабочая грань которой контактирует с исследуемым веществом 3, плоские зеркала 4 и 5, автоколлимационное устройство 6 иприемную оптическую систему 7, включающую перекрестие для визуального наблюдения или марку для фотоэлектрического.

Рефрактометр работает следующим образом.

Пучок от источника 1 света падает на границу исследуемого вещества с измерительной призмой под скользящим углом и выходит из измерительной призмы под углом выхода ф . Далее свет падает на зеркало Б, с помощью которого направляется в объект приемной оптической системй 7. Границу света и тени наблюдают визуально с помощью перекрестия или фотоэлектрическим способом.

-Для устранения перемещения при 5 емной оптической системы в процессе измерения конструкции рефрактометра предусматривает зеркало 5, обеспечивающее путем изменения хода лучей наблюдение границы света и тени в

2Q неподвижной приемной системе.

Работа рефрактометра предполагает определение начального положения зеркала 5, принимаемого эа начальный отсчет. С этой целью вначале с по 5 мощью автоколлимационного устройства

6 устанавливают выходную грань измерительной призмы перпендикулярно его оптической оси. Затем между выходной гранью измерительной призмы и объективом автоколлимационного устройства вводят зеркало 4 под углом 45О к оптической оси. Отраженный этим зеркалом пучок света направляют зеркалом 5 в приемную оптическую систему. Зеркало 5 поворачивают до совпадения изображения марки автоколлимационного устройства с перекрестием оптической приемной системы.

При этом положение оптической оси пучка параллельно выходной грани из40 .мерительной призмы. Это положение зеркала 5 принимают эа начальный отсчет. После этого включают источник 1 света. Монохроматические пучки света после преломления в призме

45 падают на зеркало 5, которое поворачивают на угол g до совпадения границы света и тени с центром перекрестия (или маркой фотоэлектрического устройства). При этом показатель преломления п исследуемого вещества вычисляют по вышеприведенной формуле.

Использование изобретения упрощает процесс измерения и конструкции рефрактометра, а также повышает точность измерений показателя преломле ния.

Формула изобретения

1. Способ измерения показателя

60 преломления путем определения угла выхода иэ измерительной призмы монохроматического пучка лучей, падающего под скользящим углом на границу соприкосновения измерительной призмы 748206

Составитель Н.Гусева

Техред M. Кузьма Корректор N,Kîñòà

Редактор М.Батанова

Заказ 4224/29 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и исследуемого вещества, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса измерения и повышения точности, сначала оптическую ось автоколлимационного устройства устанавливают по нормали к выходной грани измерительной призмы, затем между объективом автоколлимационного устройства и выходной гранью призмы вводят первое зеркало под углом 45 к выходной грани призмы, а расположенное на пути отраженного от этого зеркала светового пучка второе плоское зеркало поворачивают до совпадения отсчетной марки приемной оптической системы с изображением марки автоколлимационного устройства, а затем дополнительно поворачивают его до совпадения отсчетной марки приемной системы с границей света и тени для монохроматического пучка света, измеряют угол дополнительного поворо- 20 та второго зеркала, после чего искомый показатель преломления вычисляют по формуле: (Юя),. где И вЂ” показатель преломления из2 мерительной призмы; — угол дополнительиого поворо2 та второго зеркала.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее источник монохроматического света, измерительную призму, контактирующую с исследуемым.веществом, приемную оптическую систему с автоколлимационным устройством и углоизмерительную систему, выполненную в виде оси с отсчетным лимбом, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с.целью упрощения конструкции, между объективом автоколлимационного устройства и выходной гранью измерительной призмы по ходу луча введено первое плоское зеркало, установленное под углом 45О к выходной грани призмы и выполненное с возможностью выведения его иэ хода лучей, а между выходной гранью призмы и объективом приемной системы установлено второе зеркало, жестко связанное с осью углоизмерительной системы.

Источники информации, принятые во. внимание при экспертизе

1. Иоффе Б.В. Рефрактометрические методы химии ° Иэд. "Химия", 1974, с. 400.

2. Лейкин M.Â. и др. Лабораторный автоматический рефрактометр. "Приборы и системы управления", 1973, Р 8, с. 42 (прототип).