Способ измерения показателя преломления и устройство для его осуществления

Союз Советских Социалистических Республик(22)Заявлено 17,03,78 (21) 2673350/18-25 5( 2 с присоединением заявки Ио С 01 й 21/46 Государствеииый комитет СССР по делам изобретеиий и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 150780(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ 1Изобретение относится к области технической физики, а более конкретно к аппаратуре для измерения абсолютного значения показателя преломления о и разности показателейпреломления 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;10Известен способ измерения показателя преломления и разности показателей преломления для жидких и твердых сред, в котором измерение осуществляется путем определения угла выхода из измерительной призмы моно- хроматического 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 техническойсущности к данному изобретению явля ется способ измерения показателяпреломления путем определения углавыхода из измерительной призмы монохроматического пучка лучей, падающего под скользящим углом на границу 10 соприкосновения измерительной призмы и исследуемого вещества.При этом устройство для определения показателя преломления даннымспособом содержит источник монохро матического света, измерительнуюпризму, контактирующую с исследуемымвеществом, приемную оптическую систему с автоколлимационным устройством и углоиэмерительную систему, вы О 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 измеренияугла выхода необходимо переместитьприемную оптическую систему на значительный угол (70-80).Поскольку приемная оптическая система имеет значи тельные габариты и вес, а также вклюде М - показатель преломления из 2мерительной призмы,- угол дополнительного поворота второго зеркала.Данный способ может быть реализован с помощью устройства, в которомс целью упрощения конструкции междуобъективом автоколлимационного устройства и выходной гранью измерительной призмы по ходу луча введенопервое плоское зеркало, установленное под углом 45 к выходной гранипризмы и выполненное с воэможностьювыведения его из хода лучей, а между выходной гранью призмы и объективом приемной системы установленовторое. зеркало, жестко связанное сосью углоизмерительной системы.На чертеже представлена принципиальная схема рефрактометра, выполненная согласно данному изобретению.Рефрактометр содержит источник1 монохроматического света, измерительную призму 2, рабочая грань которой контактирует с исследуемымвеществом 3, плоские зеркала 4 и 5,автоколлимационное устройство 6 и "приемную оптическую систему 7, включающую перекрестие для визуального г 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 моду.чятора фотоэлектрического устройства.Целью изобретения является упрощение процесса измерения и повышение тбчностиЦель 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 45 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, азатем 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:зобретения ормул 60 1. Способ измерения пока преломления путем определен выхода иэ измерительной при хроматического пучка лучей, го под скользящим углом на65 соприкосновения иэмерительн эателяя угламы моно- падающераницу й призмы наблюдения или марку для фотоэлектрического.Рефрактометр работает следующимобразом.Пучок от источника 1 света падаетна границу исследуемого вещества сизмерительной призмой под скользящим углом и выходит из измерительнойпризмы под углом выхода. Далеесвет падает на зеркало 5, с помощьюкоторого направляется в объект приемной оптической системй 7, Границусвета и тени наблюдают визуально спомощью перекрестия или фотоэлектрическим способом.-Для устранения перемещения при емной оптической системы в процессеизмерения конструкции рефрактометрапредусматривает зеркало 5, обеспечивающее путем изменения хода лучейнаблюдение границы света и тени в 20 неподвижной приемной системе.Работа рефрактометра предполагаетопределение начального положениязеркала 5, принимаемого эа начальныйотсчет. С этой целью вначале с по мощью автоколлимационного устройства6 устанавливают выходную грань измерительной призмы перпендикулярноего оптической оси. Затем междувыходной гранью измерительной призмыи объективом автоколлимационногоустройства вводят зеркало 4 под углом 450 к оптической оси. Отраженныйэтим зеркалом пучок света направляютзеркалом 5 в приемную оптическуюсистему. Зеркало 5 поворачивают досовпадения изображения марки автоколлимационного устройства с перекрестием оптической приемной системы.При этом положение оптической осипучка параллельно выходной грани из .мерительной призмы. Это положениезеркала 5 принимают эа начальныйотсчет. После этого включают источник 1 света. Монохроматические пучкисвета после преломления в призмепадают на зеркало 5, которое поворачивают на угол ф до совпадения границы света и тени с центром перекрестия (или маркой фотоэлектрическогоустройства). При этом показательпреломления и исследуемого веществавычисляют по вышеприведенной формуле.Использование изобретения упрощает процесс измерения и конструкциирефрактометра, а также повышает точность измерений показателя преломле ния.ель прело ьной приз полнитель ого зерна Вого повороа. Составитель Н.Гусеваедактор М,Батанова Техред М, Кузьма Корр рКо енто М.Коста Подписноетета СССРытийаб., д. 4/5 Тираж 1019 Государственного ком ам изобретений и отк ква, Ж, Раушская Заказ 4224/29ЦНИИ 1303 ная,илиал ППП "Патент", г. Ужгород,и исследуемого вещества, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения процесса измерения и повышения точности, сначала оптическуюось автоколлимационного устройстваустанавливают по нормали к выходнойграни измерительной призмы, затеммежду объективом автоколлимационногоустройства и выходной гранью призмывводят первое зеркало под углом 45к выходной грани призмы, а расположенное на пути отраженного от этогозеркала светового пучка второе плоское зеркало поворачивают до совпадения отсчетной марки приемной оптической системы с изображением марки автоколлимационного устройства, а затемдополнительно поворачивают его до совпадения отсчетной марки приемной системы с границей света и тенидля монохроматического пучка света,измеряют угол дополнительного поворота второго зеркала, после чего искомый показатель преломления вычисляютпо формуле: 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 45 О к выходной грани призмы и выполненное с возможностью выведения его иэ хода лу- чей, а между выходной гранью призмы и объективом приемной системы установлено второе зеркало, жестко связанное с осью углоизмерительной системы. Источники информации,принятые во. внимание при экспертизе1. Иоффе Б,В. Рефрактометрическиеметоды химии. Иэд. "Химиями, 1974,с. 400.2 Лейкин М В раторныйавтоматический реф "Приборы и системы упр 1973,Р 8, с. 42 (протот