Способ измерения показателя преломления материала полого прозрачного цилиндра

 

Изобретение относится к области оптических измерений, в частности к измерениям показателя преломления материала полого прозрачного цилиндра. Целью изобретения является упрощение способа, повышения точности и расширение диапазона измерений. Полый цилиндр помещают в среду с известным показателем преломления N ср, измеряют с помощью микроскопа внутренний диаметр D цилиндра, а затем величину D в того же диаметра, но сквозь прозрачную стенку цилиндра при взаимно пперпендикулярном расположении оси объектива и плоскости осевого сечения цилиндра. Показатель преломления материала расчитывают по формуле N M=N сpD в/D. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (1% (И) щ) G О! N 21/41

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ уравнений

s in

sing

in где о(и р— (2) угол преломления указанного луча цилиндром и угол падения луча соответственно; показатели преломления

Н СР полого цилиндра и окружаю-. щей его среды соответственно; наружный радиус цилиндра.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

fig ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4391630/24-25 (22) 15.03.88 (46) 30.08.90. Бюл. Р 32 (72) Л.Е,Гуревич (53) 535,024 (088.8) (56) Афанасьев В.А. Оптические измерения. М.: Высшая школа, 1981, с. 115.

Авторское свидетельство СССР

Н 1318859ю кл. G 01 N 21/45, 1985 ° (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ

ПРЕЛОМЛЕНИЯ МАТЕРИАЛА ПОЛОГО ПРОЗРАЧНОГО ЦИЛИНДРА (57) Изобретение относится к области оптических измерений, в частности к измерениям показателя преломления маИзобретение относится к оптическим измерениям, в частности к измере". ниям показателя преломления материалов, Цель изобретения — упрощение способа, повьнпение точности и расширение диапазона измерений.

Способ осуществляют следующим образом, Измеряют диаметр d прозрачного цилиндра с торца микроскопом при параллельном расположении осей цилиндра и окуляра микроскопа. Этот диаметр может быть измерен и непосредственно либо нутромером, либо штангенциркулем, однако проще измерения проводить с использованием только микроскопа. Затем измеряют тот же диаметр, но сквозь стенку цилиндра, т.е. при взаимно перпендикулярном расположении оси объектива

2 териала полого прозрачного цилиндра °

Целью изобретения является упрощение способа, повьппения точности и расширение диапазона измерений. Полый цилиндр помещают в среду с известным показателем преломления и, измеряют с помощью микроскопа внутренний диаметр d цилиндра, а затем величину

d> того же диаметра, но сквозь прозрачную стенку цилиндра при взаимно перпендикулярном расположении оси объектива и плоскости осевого сече" ния цилиндра, Показатель преломления материала расчитывают по формуле и ((и ср(! и/с1 °

1 микроскопа и плоскости продольного сечения цилиндра. При этом получают искаженное значение диаметра d

Для луча, определяющего положение конца видимого внутреннего радиуса г (г = --) имеем систему

Йп

1589) 53

r . rg

Учитывая что э1п о(= — и sin =-R ГЬ- R1 получим дю

"м "cP d (3) 5

25 геометрией.

Если измерение д и д 6 приходится производить на участке трубки со значительной разностенностью, та иэмере55 ние следует произвести в одном и том же поперечном сечении, но в нескольких осевых сечениях (например, в двух взаимно перпендикулярных) и для расВыражение (3} ° используют для определения показателя преломления материала цилиндра.

Для измерения d пригодны любые 10 микроскопы, снабженные устройствами для измерения линейных размеров (на:. пример, наиболее распространенные,: биологические микроскопы).

Измеряемое расстояние наблюдают в окуляр, на фоне вмонтированной в оку,ляр шкалы, Определяют число делений шкалы, укладывающихся между крайними точками измеряемого расстояния (в частности„ диаметра}, затем умножают 20 это число делений на цену одного деления, укаэанную в инструкции по эксплуатации микроскопа.

Точность определения п„ зависит главным образом от двух факторов, Первый — точность измерения d, d11 и и . Она зависит от использованных ср средств измерения, потому в принципе может быть очень высокой и будет пав вышаться по мере повышения точное.ти 30 средств измерения. Второй — неточность геометрической формы цилиндрического элемента изделия, используемого для определения и Связанная с этим погрешность может быть ощути- 35 ма только при большой разностенности цилиндра (например 20 и более процентов) и большом.дп = п — п (наприм - ср мер, на воздухе).

При незначительной неточности гео- 40 метричнай формы (например, когда цилиндрическая деталь получена токарной обработкой с одной позиции) погрешность пренебрежимо мала, Если же есть опасения, чта иэ-за 45 неточности геометрии ошибка может быть ощутима, то ее следует исключить следующими приемами.

Например, отобрать для измерения д и д участок трубки с правильной 50 чета и испольэовать средние значения и дв, Используя тот факт, что погрешность от несовершенства формы резко уменьшается не только с уменьшением разностенности, но и с уменьшением с1п поступают так, Сначала определяют и „ в любой среде (на воздухе, в воде и т.д.), затем погружают иэделие в жидкость с n, равным найденному п м (или с пс по возможности более близким к найденному п„ и повторяют процесс определения п,„. Затем измерение

d производят в условиях малого д и и, следовательно, практически уже без погрешности от несовершенства геометрии.

В конкретном примере практического осуществления способа определяли и сапфирового кольца, изготовленного с высокой точностью, Наружный диаметр кольца — 15 .мм, Внутренний диаметр кольца, измеренный с помощью микроскопа УИИ-21 с торца, оказался равным д 5i0015 мм. Тат же диаметр, измеренный при погружении кольца в воду (и с 1,33) сквозь стенку кольца, когда ось кольца и оптическая ось объектива взаимно перпендикулярны, оказался равным d 8 = 6,6812. д в 1 333 6 6812

® Pd 5,0015

1,7806, где 1,78 — показатель преломления сапфира. (Упрощение процесса измерений в предлагаемом способе достигается использованием более простого и распространенного оборудования и более простых операций. Погружение цилиндра в жидкость позволяет повысить точность измерений и расширить диапазон измерений.

Формула изобретения

Способ измерения показателя преломления материала палого прозрачного цилиндра, включающий освещение полого цилиндра и направление выходящих из него лучей на приемник излучения, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, повышения точности и расширения диапазона измерений, выходящие из полого цилиндра лучи направляют на объектив микроскопа, измеряют величину внут1589153

Составитель С.Голубев

Редактор А,Ревин Техред JI. Ñåpä îêîâà Корре ор М.щароши

Заказ 2535 Тираж 510 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по.изобретениям и .открытиям при ГКНТ СССР

113035, москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 реннего диаметра цилиндра и при взаимно перпендикулярном расположении оси обьектива микроскопа и плоскости продольного сечения цилиндра и определяют величину показателя преломления и материала прозрачного полого цилиндра по формуле где n — показатель преломпения среды, окружающей цилиндр;, d — - истинный внутренний диаметр цилиндра.