Интерференционный рефрактометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1 4 с 01 я 21/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТОРСН ЬСТВУ 4142643/31-2504.11.8623.01.89. Бюл. У 3Морской гидрофизичесАН УССРВ.И.Бабий и М.В.Бабий535;24 (088.8)Авторское свидетельс121, кл. С 01 М 21/4торское свидетельств3122, кл. С 01 Н 2/4(72) (53) во СССР 1978. СССР. 1982. В 74АвУ 11 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам прецизионного измеренияабсолютных значений показателя преломления света газообразных и жидких веществ. Цель изобретения - повышение точности измерений в условияхвысоких давлений. Устройство содержит источник излучения 1, светоде-лительный блок 2, подвижный вал 3,отражатели 4 - 6, корпус 7, механизм перемещения 8 вала Зоптический элемент 9 модулятора 10, блок управления 11 модулятора 1 О, блоки 12 - 14 системы фоторегистрации, измерительный блок 15. Корпус 7 разделен перегородкой 17 на контрольную кювету 18 и вакуумированную полость 19. Вал 3 выполнен полым. Его конец, находящийся в полости 19,. открыт, а противоположный конец заглушен. Отражатели 4.и 6 размещены в кювете 18, они жестко закреплены на валу 3- симметрично его оси в одной плоскости. Отражатель 5 жестко закреплен в полости вала 3 в той же плоскости,Ю . что.и отражатели 4 и 6. Расположение отражателей 4 - б в единой плоскости позволяет исключить разницу в изменениях длины рабочих и эталонных плеч при воздействии давления и обусловленную этим погрешность измерений. 2 ил,Изобретение относится к измери-.тельной технике, в частности к устройствам прецизионного измерения абсолютных значений показателя прелом 5ления света газообразных и жидкихвеществ, и может быть использованодля анализа теплофизических параметроц газообразных и жидких веществв широкой области параметров состоя- Ония, в том числе и при больших давлениях.Наиболее целесообразно и эффективно применение рефрактометра в поверочных схемах в качестве эталона при 5метрологической аттестации образцовых и рабочих средств измерения показателя преломления света в жидкостях и газах в широкой областиизменения температур и давлений, а 20также для установления и уточнения влабораторных условиях на пробах водыфундаментальных зависимостей показателя преломления света от параметровтермодинамического состояния морской 25водыЦель изобретения - повышение точности измерений в условиях высокихдавлений,На фиг.1 приведено схематическоеиэображение одного из возможных вари"актов осуществления предлагаемогоинтерференционного рефрактометра;на фиг.2 - второй вариант выполнениярефрактометра.Интерференционный рефрактометр(фиг.1) содержит источник 1 излучения, светоделительный блок 2, подвижный вал 3, отражатели 4 - 6, корпус 7, механизм 8 перемещения вала 3, 40оптический элемент 9 модулятора 10,блок 11 управления модулятором 10,блоки 12 - 14 системы фоторегистрации, измерительный блок 15. Светоделительный блок 2 представляет собой толстую плоскопараллельную стеклянную пластину, одна поверхность которой выполнена зеркально отражающей,а другая поверхность - частично отражающей.Модулятор 10 представляет собойпьезоэлемент, например столбик изпьеэокерамики, на котором укрепленоптический элемент 9, Блок 11 управ"ления представляет собой генераторэлектрических колебаний, например55ЬС"генератор.Корпус 7 имеет прозрачную переднюю стенку 16 и разделен перегородкой 17 на контрольную кювету 18 и вакуумированную полость 19, расположенную между контрольной кюветой 18 и светоделительным блоком 2, Вал 3 выполнен полным, причем конец его, находящийся в вакуумированной полости 19, открыт, а противоположный конец заглушен. Отражатели 4 и 6 расположены в контрольной кювете 18, они жестко закреплены в одной плоскости на валу 3 симметрично его оси. Отражатель 5 жестко закреплен внутри вала 3 в одной плоскости с отражателями 4 и 6.Оптический элемент 9 модулятора 10 предназначен для периодического изменения оптических разностей хода в измерительных (рабочих) и опорном (эталонном) плечах интерферометра. Он расположен в вакуумированной камере 19. Блок 11 управления служит для выработки периодического электрического сигнала для управления перемещением оптического. элемента 9 модулятора 10. Мехайиэм 8 перемещения вала 3 представляет собой, например, винтовую пару и приводит-. ся в движение электродвигателем (не показан). В качестве источника 1 излучения можно использовать гелийнеоновый лазер.Устройство работает следующим образом. Заполняют контрольную кювету 18 исследуемым веществом. Луч света от источника 1 излучения светоделительным блоком 2 расщепляется на три параллельных световых пучка 20 - 22 с примерно одинаковыми интенсивностя ми. Направление распространения пучка 21 совпадает с осью вала 3 и образует опорное 1,эталонное) плечо рефрактометра, пучки 20 и 22 распространяются симметрично относительно этой оси и образуют изиерительные (рабочие) плечи рефрактометра, Пучок 21 оптическим элементом 9 де" лится на пучки 23 и 24. Пучок 23 в виде отраженного пучка распространя ется в обратном направлении, пучок 24 распространеятся до отражателя 5, отражается от него и накладывается на пучок 23, в результате чего в плоскости приема блока 13 системы фоторегистрации наблюдается интерференционная картина. Аналогично формируются интерференционные картины вплоскостях приема блоков 2 и 14системы фоторегистрации.Модулятор 10 посредством оптического элемента 9 модулирует оптичес 5кие пучки, в результате чего в световых сигналах, поступающих на входыблоков 12-14, присутствуют переменные составляющие синусоидального типа. На их основе блоки 12-14 формируют три логические последовательности, поступающие на измерительныйблок 15. Задача измерения сдвиговинтерференционных картин при этомсводится к измерению полных фазовых 15сдвиговых между характерным моментом времени в сигнале управления ихарактерными моментами времени всигналах на выходах блоков 12-14.Указанные измерения осуществляются 20в блоке 15, который на их.основепроизводит расчет показателя преломления.Использование вакуумированной по"лости 9 и подвижного открытого вала 253 с закрепленным в нем отражателем 5позволяет проводить одновременные измерения показателя преломления и величины расстояния, на которое перемещается вал 3. 30Симметричное расположение отражателей 4 и 6 относительно оси вала3 и отражателя 5 обеспечивает устранение влияния перекосов вала 3 в процессе осевого перемещения на резуль- .35тат измерения.В рефрактометре (фиг,2) в качестве отражателей 4-6 используютсятриппль-призмы. Это позволяет в двараза повысить чувствительность и 40снизить требования к точности ихначальной настройки, но вызывает необходимость выполнять оптический элемент 9 с определенными участками,полностью отражающими,Возможны и другие варианты выполнения интерференционного рефрактометра. Возможно выполнение интерферометра с использованием двухчастотного лазера с фотоэлектрической регистрацией фазовых сдвигов на частоте бие" ний световых колебаний. Возможно также расположение модулятора вне корпуса 7. Однако общим для всех вариантов выполнения интерференционного рефрактометра является наличие полого вала 3, один конец которого расположен в вакуумированной полости, а другой заглушен, внутри полости вала жестко закреплен отражатель эталонного плеча в одной плоскости с отра" жателями рабочего плеча интерферометра.формула изобретенияИнтерференционный рефрактометр, содержащий источник оптического излучения и расположенные по ходу излучения светоделительный блок, модулятор с оптическим элементом, контрольную кювету, внутри которой соосно установлен подвижный вал с закрепленными на нем двумя отражателями симметрично друг другу относительно оси вала, вакуумированную кювету, свободный конец вала расположен в вакуумированной кювете, третий отражатель, а также систему фоторегистрации, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений в условиях высоких давлений, вал выполнен полым, конец вала, противоположный концу нала, расположенного в вакуумированной кювете, загерметиэирован, а третий отражатель жестко закреплен в полости вала в одной плоскости с первым и вторым отражателями.1453265 Составитель С.Голубевдактор Л.Зайцева Техред М,Ходанич Корректор М.Максимиши Заказ 7276/ аж 788 дписное изводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5