Устройство для измерения пульсацийградиента оптического коэффициентапреломления
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 811118
Авторы: Батов, Белогольский, Горев, Кузнецов, Саморукова
Текст
1 и 1811 ИВ ОП ИСАН ИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических(51) М. Кл.б 01 Я 21/45 22) Заявлено 23.02,79 (21) 2728886/18-25 присоединением заявкиГасударственные комитет СССР(088.8) Опубликовано 07.03.8 елам изобретений и открытии 5) Дата опубликовани сания 07.03.8 72) Авторы изобретен 1, Кузйцтзтз.,;,ь,ъГ. Батов, В, А. Белогольский, Е, П. Гореви Л. М. Саморукова 71) Заявите 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПУЛЬСАЦИЙ ГРАДИЕНТА ОПТИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА ПРЕЛОМЛЕНИЯ1 О излучения источниканы излучения первогочателя, 1 - фокусное ета; Хуз - дльтразвукоасстояние1 л-- о2 1 лина волого излу- объекти- главной а,ина тояни оптической оси объ ива, п одя Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для исследования оптических неоднородностей жидкостей и газов,Известно устройство для измерения градиента коэффициента преломления, содержащее источник света, объектив, диафрагму, оптический нож и систему фоторегистрации 111.Недостатком этого устройства являетсвлияние флуктуации интенсивности источника света и пульсаций коэффициента поглощения света,1-1 аиболее близким техническим решениемк изобретению является устройство для измерения пульсаций градиента оптическогокоэффициента преломления, содержащееисточник света, объектив и регистрирующую систему, включающую оптическийнож, фотоприемник и индикатор 2.Ввиду того, что в этих устройствах регистрирующая система реагирует на изменение светового потока, то им также присущи недостатки, связанные с нестабильностью интенсивности источника света, пульсацией коэффициента поглощения света, нестабильностью коэффициентов преобразования фотоприемника и индикатора.Цель изобретения - уменьшение погрешности измерения, ЗО Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для измерения пульсаций градиента оптического коэффициента преломления, содержащем источник света, ооъектив и регистрирующую систему, включающую оптическии нож, фотоприемник и индикатор, на пути распространения излучения источника света установлен модулятор с ультразвуковым излучателем, так что направления распространения излучения источника света и ультразвука образуют угол Врегга и лежат в одной плоскости, а ооъектив установлен на фокусном расстоянии от центральной нормали ультразвукового излучателя, при этом главная оптическая ось объектива совпадает с направлением излучения источника света, а за объективом в его фокальной плоскости установлен непрозрачный экран с двумя отверстиями, расположенными на прямои, параллельной направлению ультразвука, диа 1метром --- 1", где Хсв - длина волны10 лу 3через эту прямую, а за Экрайом уста новлено полупрозрачное зеркало, создающее опорный и измерительный каналы, оптические длины которых равны, оптический нож регистрирующей системы выпол 1нен в виде щели шириной - Хуз и установ 4 лен перед фотоприемником измерительного канала ортогонально направлению распространения ультразвука, регистрирующая система дополнительно содержит фото- приемник опорного канала и второй оптический нож, установленный перед ним также ортогонально направлению распространения ультразвука.Кроме того, с целью одновременного и независимого измерения пульсаций градиента оптического коэффициента преломления по двумя взаимно перпединкулярным направлениям, в модулятор установлен второй ультразвуковой излучатель, так что направления распространения излучения источника света и ультразвука второго излучателя образуют угол Брегга и лежат в одной плоскости, направления ультразвуков обоих излучателей ортогональны и лежат в одной плоскости, причем частоты модуляции излучателей разные, а непрозрачный экран содержит дополнительно два отверЛсв .с/стия диаметром, /,где Х уз - длина1 О уз волны излучения второго ультразвуковогоизлучателя, расположенные на прямой, параллельной направлению излучения второгоультразвукового излучателя, на расстоянииЛсв1 с от главной оптической оси объекЛузтива, проходящей через эту прямую, а дваоптических ножа регистрирующей системывыполнены в виде креста.На чертеже схематически изображеноданное устройство.Устройство содержит источник света 1,установленный на пути распространения егоизлучения модулятор 2 с ультразвуковымизлучателем, так что направления распространения излучения источника света иультразвука образуют угол Брегга и лежатв одной плоскости, объектив 3, расположенный на фокусном расстоянии от центральной нормали ультразвукового излучателя,за объективом в его фокальной плоскостиустановлен непрозрачный экран 4 с двумяЛсвотверстиями диаметром " 7, расположенными на прямой, параллельной направЛсвлешпо ультразвука, на расстоянии --2 Л,от главной оптической оси объектива 3,проходящей через эту прямую, полупрозрачное зеркало 5, установленное за экра 1 О 15 О 25 50 35 40 45 50 дд 60 05 пом 4, создающее опорный и измеритель ный каналы, оптические длины которых равны. Измерительный оптический канал включает иллюминаторы 6, между которыми находится исследуемая среда 7, зеркало 8 и призму 9. Оптический нож 10, представ 1ляющий собой щель шириной - Хуустановлен непосредственно перед фотоприем. ником измерительного канала 11 ортогонально направлению распространения ультразвука. Опорный канал включает призму 12, оптический нож 13, представляюций собой щель шириной 1/4 Хуустановленный непосредственно перед фотоприемником опорного канала 14, ортогонально направлению ультразвука. В регистрирующую систему могут быть включены, например, два фильтра 15 и 16, входы которых раздельно подключены к фотоприемникам 11 и 14, а выходы - ко входам фазометра 17, выход которого подключен к индикатору 18.При одновременном и независимом измерении пульсаций градиента оптического коэффициента преломления по двум взаимно перпендикулярным направлениям модулятор должен быть снабжен вторым ультразвуковым излучателем на чертеже не показан), так что направления распространения излучения источника света и ультразвука второго излучателя образуют угол Брегга и лежат в одной плоскости, направления ультразвуков обоих излучателей ортогональны. Непрозрачный экран содержит дополнительно два отверстия диаметромсв," 7, расположенные на прямой, парал Ллельной направлению излучения второго ультразвукового излучателя, на расстоянииЛсв- в , - с от главной оптической оси объекЛузтива, проходящей через эту прямую, а два оптических ножа регистрирующей системы выполнены в виде прозрачного креста, щели которого ортогональны соответствующим направлениям ультразвуков. К выходу фотоприемников подключено еще по фильтру, настроенному на двойную частоту второго ультразвукового излучателя, выходы которых подсоединены ко входам второго фазометра, выход которого подключен к допол. нительному индикатору.Устройство работает следующим образом.Световой пучок источника света 1 проходит через модулятор 2, где он дифрагирует на бегущей ультразвуковой волне. Дифрагированные пучки передаются объективом 3 на непрозрачный экран 4, который пропускает пучки первого порядка, при этом последние практически в опорном и измерительном каналах совмещены. Полупрозрачное зеркало 5 разделяет световой пучок двух длин волн (1 С, - 1 з) и (1 сз+уз) на два, Опорный пучок с помощью призмы 12 направляется на оптический нож 13, в плоскости которого создается бегущая световая интерференционная картина с частотой 21 з. ИзмеРительный пУчок испытывает возмущения среды 7, находящейся между иллюминаторами б, направляется зеркалом 8 и призмой 9 на оптический нож 10, в плоскости которого также создается бегущая световая интерференционная картина с частотой 21 з.После ножей образуется световой поток, пульсирующий с двойной частотой ультразвука. Наличие пульсаций градиента оптического коэффициента преломления в измерительном канале приводит к тому, что световой пучок отклоняется, а вместе с ним и бегущая интерференционная картина относительно оптического ножа 10, что соответствует сдвигу фазы относительно опорного пульсирующего светового потока. Пульсирующие световые потоки преобразуются в электрические сигналы фотоприемниками 11 и 14, которые выделяются фильтрами 15 и 16, настроенными на двойную частоту ультразвука. С выхода фильтров электрические сигналы поступают на входы фазометра 13 раздельно; сигнал пропорциональный разности фаз индицируется блоком 18.При одновременном и независимом измерении градиента оптического коэффициента преломления по двум взаимно перпендикулярным направлениям световой пучок источника 1 дифрагирует также одновременно на второй ультразвуковой волне, кото- РаЯ также создает пУчки с частотой (1 сз - Гуз) и (св+Гуз). Эти пучки направляются объективом 3 в отверстия экрана, расположенные на прямой, параллельной направлению излучения второго ультразвукового излучателя, и расположенные на расстоя 1 свнии - в ,от главной оптической оси2 гаузобъектива, проходящей через эту прямую. Пучки, прошедшие через эти отверстия, совмещаются практически в один, который трансформируется далее ранее описанными средствами к фотопреобразователям. На выходе фотопреобразователей получаем по два сигнала с частотой 2 уз и 21 з Сигналы фильтруют и сравнивают фазометрами, на выходе которых получаем сигналы, пропорциональные изменению градиента оптического коэффициента преломления по двум взаимно перпендикулярным направлениям.Использование средства в устройстве позволили достигнуть поставленной цели за счет того, что, во-первых, средний ток фотоприемника в 2 - 3 раза уменьшается, тем самым уменьшаются шумы на выходе приемника, во-вторых, за счет того, что в устройстве происходит 100 модуляция, чувствительность его за счет применения то чечной диафрагмы возрастает в два разапо сравнению в прототипом. Данное техническое решение не реагирует на неоднородности второго порядка (размер которых меньше или равен диаметру светового пуч О ка), применение опорного канала приводитк тому, что компенсируются шумы источника излучения и шумы ультразвукового модулятора, а также вибрации передающей части устройства.15 Использование данного устройства позволит измерять изменение градиента оптического коэффициента с точностью на порядок большей, чем известные устройства.20Формула изобретения1. Устройство для измерения пульсацийградиента оптического коэффициента преломления, содержащее источник света, объектив и регистрирующую систему, включа ющую оптическии нож, фотоприемник и индикатор, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения, на пути распространения излучения источника света установлен модулятор с ультра звуковым излучателем, так что направления распространения излучения источника света и ультразвука образуют угол Ьрегга и лежат в одной плоскости, а объектив установлен на фокусном расстоянии от центЗ 5 ральной нормали ультразвукового излучателя, при этом главная оптическая ось объектива совпадает с направлением излучения источника света, а за объективом в его фокальной плоскости установлен непроз рачный экран с двумя отверстиями, расположенными на прямой, параллельнои направ 1лению ультразвука, диаметром45где лсз - длина волны излучения источника света; Хуз - длина волны излучения ультразвукового излучателя; 1 в фокусн расстояние объектива, и на расстоянии - -"- 1,узот главной оптической оси объектива, проходящеи через эту прямую, а за экраном установлено полупрозрачное зеркало, создающее опорныи и измерительный каналы, оптические длины которых равны, оптический нож регистрирующей системы выпол 1нен в виде щели шириной - Хз, и установлен перед фотоприемником измерительного канала ортогонально направлению распро странения ультразвука, а регистрирующаясистема дополнительно содержит фотоприемник опорного канала и второй оптический нож, установленный перед ним также ортогонально направлению распространения ультразвука.811118 Составитель Н. Гусева Техред О. Павлова Корректор О. Тюрина Редактор О, филиппова Заказ 359 11 Изд.185 Тираж 915 ПодписноеИПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и огкрытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 415 Типография, пр. Сапунова, 2 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью одновременного и независимого измерения пульсаций градиента оптического коэффициента преломления по двум взаимно перпендикулярным направлениям, в модулятор установлен второй ультразвуковой излучатель, так что направления распространения излучения источника света и ультразвука второго излучателя образуют угол Брегга и лежат в одной плоскости, направления ультразвуков обоих излучателей ортогональны и лежат в одной плокости, причем частоты модуляции излучателей разные, а непрозрачный экран содержит дополнительно два отверстия диасв/метРом -- , где Х ув - длина волны1 О 1,ув излучения второго ультразвукового излуча.теля, расположенные на прямой, параллельной направлению излучения второгоультразвукового излучателя, на расстоянии51 св-- от главной оптической оси объ 2 лузектива, проходящей через эту прямую, адва оптических ножа регистрирующей системы выполнены в виде креста.10 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Васильев Л, Л. Теневые методы. М.,Наука, 1968, с, 60 - 61.2. Якушенков Ю. Г. Расчет точности ав 15 томатической фотоэлектрической углоизмерительной системы. Известия ВУЗов, Приборостроение, 1964, Мв 5, с. 128 в 1 (прототип).
СмотретьЗаявка
2728886, 23.02.1979
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Г-4126
БАТОВ МИХАИЛ ГЕЛАСЬЕВИЧ, БЕЛОГОЛЬСКИЙ ВЛАДИМИР АНДРЕЕВИЧ, ГОРЕВ ЕВГЕНИЙ ПАВЛОВИЧ, КУЗНЕЦОВ МИХАИЛ ИСААКОВИЧ, САМОРУКОВА ЛАРИСА МИХАЙЛОВНА
МПК / Метки
МПК: G01N 21/45
Метки: коэффициентапреломления, оптического, пульсацийградиента
Опубликовано: 07.03.1981
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-811118-ustrojjstvo-dlya-izmereniya-pulsacijjgradienta-opticheskogo-koehfficientaprelomleniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для измерения пульсацийградиента оптического коэффициентапреломления</a>
Предыдущий патент: Способ определения показателяпреломления
Следующий патент: Интерференционный рефрактометр
Случайный патент: Опорное устройство для антенны спутниковой связи