Способ измерения показателя преломления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 ОСУДАРС ПО ДЕЛАМ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 23 ничес елико рево . Глух ии инОктябрь юции нька тех я В кой Н М го диа иками,8)идет1 ИЕ льство СССР 1/45, 1983. ОКАЗАТЕЛЯ ПРЕедназначено для преломления ВЕКНЫЙ НОМИТЕТ СССР ЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(21) 3958561/31-2 (22) 02.10.85 (46) 23.06,87. Бюл (71) Киевский пол ститут им. 50-лет ской социалистиче (72) В.Ф.Гришко и (53) 535.24 (088 (56) Авторское св Оф 997067, кл. С 0(54) СПОСОБ ИЗМЕР НИЯ ПЛОМЛЕНИЯ(57) Изобретение призмерения показателпрозрачныхретения явприменениястроения капилляра создается ка капилляров. Целью изобляется расширение обдастСогласно особенностям рассеянного излучения, характеристики которой связаны с покаэателемпреломления материала и отношением внутреннего и внешне метров капилляра, Характерист позволяющими измерять показатель преломленияматериала капилляра, являются экстремумы интерференционной картины, Врезультате измерения положения экстремума интерференционной картины,соответствующего произведению показателя преломления на отношение внутреннего и внешнего радиусов капилляра, а также положения экстремума,соответствующего отношению внутреннего радиуса к внешнему, определяютотношение этих величин и по этому от.ношению находят искомую величину,4 илЛуч лазера 1 коллимируют оптической системой 2 и направляют на измеряемый объект - капилляр 3. Максимумы интерференционной картины после прохождения капилляра 3 фиксируют 30 фоточувствительными элементами 4 и 5, например, в виде приборов с зарядовой связью, которые устанавливают так, чтобы охватить возможные угловые перемещения этих максимумов.Зафиксированная информация поступает в кодирующие устройства 6 и В устройстве 6 осуществляют кодирование угла выхода 8 , а в устройстве 7 - угла выхода 9; . С выхода устройств б и 7 закодированные значения поступают на адресные входы постоянных запоминающих устройств 8 и 9, в которых запрограммирована зависимость между величинами 9+ и Х, а также 9, и Х соответственно,. Значения Х, и Х с информационных выходов постояннйх запоминающих устройств 8 и 9 поступают на вход делительного устройства 10. Результат деления индицируют с помощью регистратора 11. Формование максимумов интерференцион ной картины на фиг.1 объясняется ходом лучей через трубчатый объект. Учитываются лучи, вносящие основной вклад в индикатриссу рассеянного впе ред излучения в диапазоне углов, ото э о меченныхна фиг.2 (от -90 до +90 ). В зависимости от границ внутреннего(2) Изобретение относится к оптическим измерениям, а именно к способамизмерения показателей преломленияпрозрачных трубчатых объектов, например капилляров,Цель изобретения - расширение области применения, что позволяет определять показатель преломления трубчатых объектов.На Фиг.1 показана структурная схе.ма устройства, реализующего способ;на фиг.2 - развертка части круговойийтерференционной картины на плоскость, отражающая зависимость интенсивности рассеянного вперед излучения от угла 6 выхода лучей из объекта; на Фиг.З - ход лучей через трубчатый объект; на фиг.4 - график зависимости угла выхода луча от отношения расстояния входа луча до оси,проходящей через центр трубчатогообъекта, к его наружному радиусу.Способ осуществляют следующим образом. 35 40 45 50 55 отверстия и показателя преломления материала объекта выделяют три основные зоны прохождения лучей, характерных для цилиндрическихтел с внутренним отверстием. На фиг,3 эти зоны разделены пунктирными линиями 13 и 15 (для левой половины ход лучей симметричен показанному), Лучи первой эоны 12-13 проходят через две стенки трубчатого объекта и внутреннее отверстие и выходят под углом О Лучи второй зоны 13-15 входят в него, испытывают полное внутреннее отражение на границе внутреннего отверстия и выходят из под углом 6 . Лучи третьей зоны 15-16 выходят под углом 95Углы выхода лучей из трубчатого объекта определяются соотношениями, полученными аналитически для каждой из зон;1 1 . 1 8, =2(агсз 1 п -- агсз 1 п + агсздп -а папЬ (1) 1 э 1 э 0 =2 ( атс з 1 п 1-атс з п - + а тс и дп --Э па пЬ(3) где 0 (1 с а; а 1 э па; па 1 Ъ - переменные величины, характеризующие удаление входа лучей от оси пучка излучения, проходящей через центр трубчатого объекта.На основании соотношений (1)-(3) построен график зависимости угла 9 выхода луча от отношения величин 1/Ъ для фиксированных значений а и Ь,Перегибы на графике в точках Х = = па/Ь и Х = а/Ь свидетельствуют о . возможности фиксации этих точек. График на фиг.4 построен для узкого элементарного луча, перемещающегося параллельно от оси, проходящей через центр трубчатого объекта, к наружному краю последнего. Если рассмотрим множество элементарных лучей с учетомволновой .оптики, получим интерференционную картину, представленную на фиг. 1. При этом максимумы интерференционной картины для углов 6, и 9 связаны с перегибами кривой на фиг.З.Таким образом, как интерференционная картина (фиг.2), полученная на основе волновой оптики, так и график13188 на фиг,4, полученный на основе геометрической оптики, подтверждают возможность определения величин Х, и Х а также показателя преломления материала капилляра по отношению этих величии.Аналогично можно показать возможность определения показателя преломления материала трубчатых объектов при измерении значений углов В и 10 9 , соответствующих другой паре максимумов, показанных на фиг.1, а также при фиксации положения всех четырех максимумов интерференционной картины.В последнем случае необходимо 15 оперировать со значениями, равными полусумме модулей углов, соответствующих первым (/ 9;/ + /6,//2) и вторым ( / 9 / + /9/ /2) максимумам интерференционной картины, измеренным 20 относительно оси измерения.Таким образом способ позволяет измерять показатель преломления на основе особенностей прохождения излучения через прозрачные трубчатые 25 объекты.Предлагаемый способ найдет применение в процессе изготовления капилляров. Одной из важнейших задач при вытяжке стеклянных капилляров явля ется получение объективной информации об их геометрических параметрах - внешнем и внутреннем диаметрах. При этом погрешность измерения в широком диапазоне (от О, 1 до 25 мм) для вытягиваемых капилляров и заготовок не должна превышать 0,5%,59 4Существующие методы и средства из. мерения внутреннего диаметра прозрач ных трубок и капилляров характеризуются зависимостью результатов измерения от показателя преломления материала измеряемого объекта, Однако допуски значений показателя преломления материала заготовок, поступающих на обработку, зачастую превышают допустимую погрешность измерения гео. метрических размеров капилляров,что приводит к снижению эффективности выпуска годных изделий,Применение способа измерения по 4казаТеля преломления позволит повысить точность измерения величин, ис. пользуемых для регулировки процесса вытяжки, и улучшить качество выпускаемых капилляров. Формула изобретения Способ измерения показателя преломления, основанный на облученииобразца с последующим измерением положения интерференционных экстремумов, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения области применения, измеряют угловое положениепервых и вторых экстремумов интерференционной картины относительно осиизмерения, проходящей через измеряемый объект и источник излучения, ипо угловому положению первого и второго экстремумов, расположенных спротивоположных сторон оси измерения,судят об искомой величине,38859 О, град аь ла фиг Составитель С. Голубеедактор С.Пекарь Техред В Кадар ор В.Бутяга о оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Полек-ин,каз 2501/35 Т ВНИИПИ Госуда по делам и 113035, Москва, ираж 776 рственного зобретений Ж, Рауш Подписно комитета СССР и открытий кая наб., д. 4/5