Интерференционный рефрактометр Советский патент 1980 года по МПК G01N21/46 

Изобретение относится к области электронно-оптического приборостроения и может быть использовано при физико-химичес ких исследованиях, требующих рефракто- метрического анализа. Известен интерференционный рефрактометр, содержащий двухлучевой интерферометр pL, который обеспечивает измерение показателя преломления газообразных сред путем сравнения его с показателем преломления эталонного вещества. .Известен интерференционный рефрактометр , имеющий два: двухлучевых интерферометра, кювету с исследуемым веществом, кювету с эталонным веществом и компенсатор оптического хода лучей. Этот рефрактометр для определения абсолютного значений показателя преломления обеспечивает измерение разности хода двух лучей, прошедщ цс через равные по длине кюветы, одного - через эталонное вещество, другого -. через последуемое ве щество, путем совмещения двух интерференционных картин компенсатором оптического хода лучей, при этом данные о величине разности хода считывают с конуса микрометрического винта поворотного механизма компенсатора. Величина разности хода лучей позволяет рассчитать,-При известной длине кювет, разность показатё лей преломления исследуемого и эталонно-, го веществ, а абсолютное значение показателя преломления исследуемого вещества можно определить как сумму рассчитанной разности показателей преломления и абсолютного значения показателя преломления эталонног-о вещества, при этом абсолютный показатель преломления эталонного вещества .необходимо знать заранее с требуемой точностью для параметров его состояния при измерении. К недостаткам известного рефрактометра относится необходимость использования эталонньгх веществ для измерения абсолютного показателя преломления исследуемого вещества. Это обусловлено тем, что для прямого измерения абсолютного показателя прело.мления требуется обеспечить про- хождение лучей в исследуемой среде по геометрическим путям, отличающимся друг от друга на величину, много меньшую дли иы волны зондирующего излучения, что практически невозможно. Кроме того, для измерения показателя преломления различных исследуемых веществ известным рефрактометром требуется проведение измерений при различных геометрических длинах кювет. Это приводит к значительному усложнению конструкции прибора, к исполь зованию дополнительных вспомогательных узлов и приспособлений. Цель изобретения - обеспечение прямого измерения абсолютного показателя пре- ломления, повышение точности измерений и упрощение конструкции. Указанная цель достигается тем, что в известный интерференционный рефрактометр для измерения абсолютного показа- теля преломления прозрачных жидкостей и газов, содержащий двухлучевой интерферометр и кювету с исследуемым веществом, введен счетчик интерференционных полос, оптически связанный с выходом интерферометра, В кювете с исследуемым веществом пераллельно ее оптической оси установлен вал, концы которого выведены за пределы кюветы. На валу внутри кюветы укреплен отражающий эпемент рабочего плеча интерферометра, а на одном из свободных концов вала жестко укреплены два концевых выключателя. При этом вал может перемещаться вдоль оптической оси кюветы, а интерферометр выполнен по схеме Майкельсона. На чертеже приведена принципиальная схема интерференционного рефрактометра Интерференционный рефрактометр состо ит из двухлучевого интерферометра типа Майкельсона, образованного отражающими элементами 1, 2 и разделяющим элементом полупрозрачным зеркалом 3, кюветы 4 с исследуемым веществом, вала 5, вмонтированного в КЛЮВвТу, концы KOTOpOi го выходят наружу, двух концевых выключателей 6, жестко укрепленных на одном конце вала, и счетчик 7 интерференционных полос. Отражающий элемент 1 интерферометра жестко закреплен внутри кюветы 4 на валу 5 и выполнен с возможностью перемещения вдоль оптической оси кюветы с помощью механизма 8, Интер.ферометр работает следующим об.разом. Пучок света делится полупрозрачным зеркалом 3 на два пучка, которые после отражения от зеркал 1 и 2 собираются на счетчике 7, где возникает интерференционная картина. Отражатель 1 устанавливают, в ближнее (к лучу) положение и включают механизм 8 перемещения вала. В результате перемещения отражателя 1 на счетчике возникает бегущая интерференционная картина. При определенном положении левого концевого выключателя 6 включается счетчик полос, который выклк чается при условии, что левый концевой выключатель займет положение правого, когда тот включил счетчик, при этом останавливается механизм 8 и включается в обратном направлении. Затем счетчик 7 включается, когда правый выключатель займет положение левого. Таким образом происходит суммирование полос при прямом и обратном ходе счетчика, В результате измеряют интерференционным способом постоянную прибора, т.е. геометрическую длину пути луча при вакуумированной кювете от крайнего левого положения от ражателя 1 до крайнего правого его положения, определяемого концевыми выключателями при прямом и обратном ходе с одной стороны и оптическую длину пути луча в исследуемой среде; анализирующей кювету. Таким образом, абсолютное значение показателя преломления определяется по формуле пгде (1 - число интерференционных полос, Л - длина волны зондирующего излучения, ,Ь - константа прибора или геометрическая длина пути луча, Использование интерференционного рефрактометра обеспечивает прямое измерение абсолютного значения показателя преломления исследуемой србды, повышение точности измерений, упрощение обработки полученной информации, что значительнд расширит область применения прибора и повысит надежность полученных результатов. Описанный рефрактометр имеет более простую конструкцию, чем известные. Формула изобретения Интерференционный рефрактометр для измерения абсолютного показателя преломления прозрачных жидкостей и газов, содержащий двухлучевой интерферометр и кювету с исследуемым веществом, отличающийся тем, что, с целью прямого измерения абсолютного значения показателя преломления, повышения точ-

носги измерений и упрощения конструкции, в него введен счетчик интерференционных полос, оптически связанный с выходом интерферометра, в кювете с исследуемым веществом параллельно ее оптической оси установлен вал, имеющий свободные концы вне кюветы, на котором внутри кюветы укреплен отражающий элемент рабочего плеча интерферометра, а на одном иа свободных концов вала жестко установлены два концевых выключателя, при этом вал выполнен с возможностью перемещения вдоль оптической оси кюветы, а интерферометр выполнен по схеме Майкельсона.

Источники .информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Каряквн Н. И. и др. Краткий справочник по физике. М., Высшая школа , 1962, с. 27О.

2.Каломийцев Ю« В. Интерферометры М., Машиностроение, 1976, f.. 249 (прототип).

//J///

f

V