Способ измерения показателя преломления и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК G01N21/46 

(54) СПОСОБ и УСТРОЙСТВОДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к области технической физики, а более конкретно к аппаратуре для измерения абсолютного значения показателя преломления п и разности показателей преломления дп 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 образцовЕлм с погрешностью 1-.

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 п данным способом содержит источник монохроматического света, измерительную призму, контактирующую с исследуемым веществом, подвижную приемную оптическую систему С автоколлимациоиным устройством и углоизмерительную систему, выполненную в виде оси с отсчетным лимбом 1 .

Наиболее близким по технической сущности к данному йзобретению явля5 е.тся способ измерения показателя Преломления путем определения угла выхода из измерительной пр1измы монохроматического пучка лучей, падающего под скользящим углом на границу

10 соприкосновения измерительной призмы и исследуемого вещества.

При этом устройство для определения показателя преломления данным способом содержит 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 C2J .

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

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

чает фотоэлектрическое устройство С двигателем и шлангами, подводящими электропитание, то необходимость пере мещения приводит к усложнению процесса измерения и конструкции . приббра и, кроме того, снижаетточность измерения из-за значительной нагрузки на ось вращения и передачи ria нее вибраций от электродвигателя моду:пятора фотоэлектрического устройства.

Целью изобретения является упрощение процесса измерения и повышение тбчйостй.

Цель достигается тем, что по предлагаемому способу измерения показателя преломления сначала оптическу ось автоколлимационного устройства устанавливают по.нормали к выходной грани измерительной призмы, затем между объективом автоколлимадионного устройства и выходной гранью призмы вводят первое зеркало под углом 45° к выходной грани призмы, а расположёние 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 грайицей света и тени для монохроматического пучка света, измеряют угол дополнительного поворота второго зеркала, после чего искомый показатель преломления вы-, числяют по формуле:

,

где М„ - показатель преломления измерительной призмы, Jf - угол дополнительного поворота второго зеркала. Данный способ может быть реализован с помощью устройства, в котором с целью упрощения конструкции между объективом автоколлимационного устройства и выходной гранью измерительной приз№1 по ходу луча введено первое плоское зеркало, установленное под углом 45° к выходной грани призмы и выполненное с возможностью 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

приемную оптическую систему 7, включающую перекрестие для визуального

наблюдения или марку для фотоэлектрического.

Рефрактометр работает следующим образом.

Пучок от источника 1 света падает f на границу исследуемого вещества с измерительной призмой под скользящим углом и выходит из измерительной призмы под углом выхода в . Далее свет падает на зеркало 5, с помощью Q которого направляется в объект приемной оптической системы 7. Границу свет и тени наблюдают визуально с помощью перекрестия или фотоэлектр1ическим способом.

-Для устранения перемещения приемной оптической системы в процессе измерения конс.трукции рефрактометра предусматривает зеркало 5, обеспечивающее путем изменения хода лучей наблюдение границы света и тени в 0 неподвиншой приемной системе.

Рабо.та рефрактометра предполагает определение начального положения зеркала 5, принимаемого за начальный, отсчет. С этой целью вначале с помощью автоколлимационного устройства 6 устанавливают выходную грань измерительной призмы перпендикулярно его оптической оси. Затем между выходной гранью измерительной призмы и объективомавтоколлимационного устройства вводят зеркало 4 под углом 45° к оптической оси. Отраженный этим зеркалом пучок света направляют зеркалом 5 в приемную оптическую . систему. ЗеркаЛ:о 5 поворачивают до совпадения изображения м-арки автоколлимационного устройства с перекрестием оптической приемной системы. При этом положение оптической оси пучка параллельно выходной грани из0.мерительной призмы. Это положение зеркала 5 принимают за начальный отсчет. После этого включают источник 1 света. Монохроматические пучки света после преломления в призме 5 падают на зеркало 5, которое поворачивают на угол б до совпсщения границы света и тени с центром перекрестия (или маркой фотоэлектрического устройства). При этом показатель g преломления п исследуемого вещества вычис.ляют по вышеприведенной формуле. Использование изобретения упрощает процесс измерения и конструкции рефрактометра,, а также повышает точность измерений показателя преломле ния.

Формула изобретения

соприкосновения измерительной призмн