Способ установки угла паденияСВЕТА B РЕфРАКТОМЕТРЕ НАРушЕННОгОпОлНОгО ВНуТРЕННЕгО ОТРАжЕНия Советский патент 1981 года по МПК G01N21/43 

Изобретение Относится к техничесКой физике, а именно к рефрактометра нарушенного -полного внутреннего отра жения (НПЮ) для измерения показатепй преломления поглощакидих сред. Известен, способ установки угла падения в рефрактометрах НПВО, осуществляемый путем разворота осветительного коллиматора относительно плоской рабочей поверкности измерительного элемента рефрактометра (злемента НОВО) на определенный угол и пос едукяцего определения величины этого угла с помощью градуированного лимба fl . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ установки угла падения света .в рефрактометре НПВО, согласно которому осветительную систему сначала устанавливают относительно элемента НПВО. в некоторое начальное положение (приблизительно, по нормал к плоской рабочей поверхности элемента), затем поворачивают на необходимый угол (величиной до 80 иотсчитывают величину этого угла по градуированному лимбу, после чег обычным образом осуществляется -изме рение коэффициента отражения для ис следуемого объекта под згщанньм углом (21. Недостатком данного способа является сложность процесса точной установки угла пгщения света, поскольку для его осуществления требуется точный измерительный лимб со сложной системой отсчета с него и устройство для установки осветительной системы в начальное положение.По этой причине способ не может быть использован в производственных автоматических рефрактометрах НПЮ, где требуется простая и быстрая установка требуемого угла падения света на элемент НПВО. Цель изобретения - упрощение процесса установки угла падения света. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе установки угла падения света в рефрактометре НПВО, осуществляемом путем разворота осветительного коллиматора и приемной системы относительно рабочей поверхности элемента НПВО с последующим определением величины этого разворота, сначала на рабочую поверхность элемента НПВО устанавливают образец с известным показателем преломления, затем

коллиматор разворачивают до тех пор, пока коэффициент отражения не достигнет величины 70% - 80%, по измеренному значению коэффициента отражения рассчитывают соответствующий ему угол падения света Q , далее с помощью градуированногр микрометренного винта коллиматор дополнительно разворачивают ,на малый уголДв, равный З - 5° , после чего окончательно угол падения света 0 определяю как алгебраическую сумму углов (У и

ле .

На фиг.1 представлена схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 - зависимость коэффициента отражения R от угла падения 0.

Устройство содержит осветительный коллиматор 1, элемент НПВО 2, образец 3 с известным показателем преломления, фотоприемную систему 4, электронный измерительный блок 5, микpo eтpeнный винт 6, параллелограммный механизм 7.На фиг.2 графически дана зависимость коэффициента отражения R от угла падения Q для ряда значений относительного показателя преломления Hg - - при освещении неполяризованньи.1 светом.

Способ осуществляют следующим образом.

Коллимированный пучок света от коллиматора 1 направляют на элемент НПВО 2, содержащий полусферу и две плосковогнутые линзы на входе и выходе пучка света. Отраженный плоской поверхностью элемента НПВО световой пучок направляют в приемную оптическую систему 4 с фотоприемником,на выхсдё которого располагают электронны блок 5, в котором измеряют коэффициент отражения света в элементе НПВО Коллиматор 1 и приемная система 4 связайы параллелограммным механизмом 7 и имеютвозможность поворачиваться на одинаковый угол. Поворот гожет производиться грубо на большой угол до 70 ( при отклк)ченном микрометренном винте 6) и точно с помощью градуированного микрометренного винта б в небольших пределах

, 5

Для установки требуемого угла Псщения света 0 сначала на плоскую рабочую поверхность элемента НПВО псм ещают образец 3 с заранее известным и наперед заданным показателем преломления. Затем коллиматор и связанную с ним приемную систему грубо разворачивают на некоторъай угол Q до достижения коэффициента отражения R 70% - 80%. Значение R G ТОЧНОСТЬЮ ±0,5% регистрируется электронньФ измерительным блоком.

По известным значениям коэффициента отражения R и показателю преломления образца м и элемента НПВОЛ с помощью формулы Френеля рассчи-7

тывают угол падения &-. . Коэффициент R 70% - 80% выбирают из условия, что в этом диапазоне имеет место максимальная чувствительность,(крутизна ЭД/9в (см. фиг.2. При R 70% - 80 (участок асГ) и при наблюдается снижение чувствительности.

Значение и выбирают такое, чтобы при данном N полученное значение 0-(, при котором Я 70% - 80%, отличалось от требуемого значения 0 на угол Д0 6 . Поэтому для достижения заданного угла падения света в коллиматор и связанную с ним приемную систему дополнительно разворачивают на угЬл Д0 1:3°- 5 с помощью микрометренного винта. Измерение осуществляется с помощью шкалы, связанной с микрометренным винтом. Градуировку шкалы микровинта производят по формуле

- й.е Л0--- где д6- линейное перемещение микровинта;

- длина рычага. Оценим погрешность выставления

угла падения света данным способом. При аттестации и и N с погрешностью С5 - 10) 10 и определении R с погрешностью 0,5% ошибка 0 не превышает 20 . Погрешность угла Д0 зависит от ошибки измерения л6 для обычного серийного микрометренного винта , имеющего погрешность сГлЕ-6

,01 мм, при U 150 мм ошибка дб не правышает 10. Следовательно, суммарная предельная ошибка установки угла не превышает ЗО, что вполне удовлетворительно для рефрактометрического контроля поглощающих сред;

. . Таким образом, в предлагаемом способе, в отличие от известного, отсутствует необходимость использования углои,змерительного лимба с отсчетной системой, что упрощает процесс выставления угла падения и дает возможность использовать способ в автоматических производственных рефрактометрах НПВО.

Формула изобретения

Способ установки угла падения света в рефрактометре нарушенного полного внутреннего отражения, осуществляемый путём разворота осветительного коллиматора и приемной систекш относительно рабочей поверхности элемента НПВО с последующим определением величины этого разворота, отличающийся тем, что с целью упрощения процесса установки угла падения света, сначала на .рабочую поверхность элемента НПВО устанавливают образец с известным , показателем преломления,, затем коллиiMaTop разворачивают до тех пор, .пока коэффициент отражения не достигне величины 70% - 80%, по измеренному значению коэфф|1циента отражения рассчитывают соответствующий ему угол паления света 0 , далее с помощью градуированного микрометренного винта коллиматор дополнительно разворачивают на малый угол & & , равный 3 - 5°, после чего окончательно угол падения света О определяют как алгебраическую сумму углов в и дЭ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Золотарев В. М. Приставки НПВО и определение оптических постоянных серийных инфракрасных спектрофотометров . - Оптико-механическая промышленность , 1976, № 8, с. 46,

2 Авторское свидетельство СССР №623143, кл. 601 N21/46, 1976, (прототип). .