Способ определения показателя преломления
Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике с применением оптических бесконтактных методов определения показателя преломления материалов. Цель изобретения - повышение точности, быстродействия и обеспечение автоматизации процесса измерения. Падающее на образец в виде плоскопараллельной пластины монохроматическое излучение модулируют, регистрируют моменты положений импульсов сигналов, соответствующих отраженную и прошедшему излучениям, на расстоянии от точки падения луча, а временной интервал между импульсами измеряют количеством счетных импульсов с дискретным интервалом, равным частоте модуляции излучения. Показатель преломления определяют по формуле. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1
„„SU„„1 1560 (1)5 С 01 М 21/41
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4642024/24-25 (22) 25.01.89 (46) 23.12.90. Бюл. Р 47 (72) В.М.Гобучян и С,E.Ëîáçèí (53) 535.24(088 ° 8) (56) Шишловский А.А, Прикладная физическая оптика. — М.: ГИФМЛ, 1961, с. 487-488.
Патент Японии Р 52-8715, кл, С 01 N 21/46, 1977. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ
ПРЕЛОМЛЕНИЯ (57) Изобретение отйосится к аналоговой вычислительной технике с применением оптических бесконтактных методов определения показателя преломлеI
Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике с применением оптических бесконтактных методов определения показателя преломления материалов с различной прозрачностью.
Цель изобретения — повышение. точности, быстродействия и обеспечения автоматизации процесса измерения, На фиг. 1 представлена схема измерений; на фиг. 2 — временная диа. грамма, на фиг. 3 — устройство, реализующее предлагаемый способ.
Способ осуществляется следующим образом.
Исследуемый образец 1 с показателем преломления и (фиг. 1) устанавливают под заданным углом б3 к падающему модулированному монохроматическому излучению с известной длиной волны . Фотоприемник 2, поворачиваясь с постоянной скоростью вокруг
2 ния материалов ° Цель изобретения— повышение точности, быстродействия н обеспечения автоматизации процесса измерения. Падающее на образец в виде плоскопараллельной пластины монохроматическое излучение модулируют, регистрируют моменты положений импульсов сигналов, соответствующих отглаженному и прошедшему излучениям, на расстоянии от точки падения луча, а временной интервал между импульсами измеряют количеством счетных импульсов с дискретным интервалом, равным частоте модуляции излучения. Показатель преломления определяют по формуле.
3 ил, оси, совпадающей с плоскостью образца, на угол 180, регистрирует момено ты положений Ro и Т импульсов сигналов, соответствующих отраженному и прошедшему лучам света, Координаты точек, определяющих моменты положе. ний К и Т>, образуют центральный угол, равный (180 — 2 о() + 8, где g — угол, соответствующий дуге, ограниченной координатами
I точек Т, и Ти, Т - точка находящаяся на переК
Э сечении линии падения луча с -дугой окружности радиусом
r, по которой происходит поворот фотоприемника 2.
Интервал времени g t<, в течение .которого фотоприемвик поворачивается на угол (180 + 2 ОО +6, определяется соотношением (фпг. 2) 1615603 (52
sin !!! . (6) Я-г(Кшйсч 180б + 2М)1
sin arc tg сч
1800d cos(6
Х !.с!! где ь — период следования счетных сч импульсов (дискретный интер5 вал); пропорциональный единице измерения угла;
m — количество полных счетных импульсов, уложившихся во временном интервале.
Таким образом, измерив количество
,:полных счетных импульсов m за временной интервал Д », получают величину, пропорциональную центральному углу (180 — 2ф ) + 8, т.е. (180 — 2 6 + 9 = КД, или с учетом (1) (180о — 21 ) + 8 = Km !,сч, где K - коэффициент размерности, равный 1 град/с.
Тогда угол 9 равен
О =* Km !,c) — (180о — 20(), а длина дуги Ьп определяется выражением !!r 9» rpKm ьсч (180 — 2d)
pv Р Г A о
180О 180 б!
При радиусе вращения фотоприемника
r .ф d и малых S длина дуги Lg равна искомому смещению а луча, т.е. справедливо равенство 30 !! г Km! gu — (180 — 2(6) (2)
8 180о
Устройство для определения показателя преломления работает следующим 40 образом.
Излучение монохроматического источника 3 модулируется обтюратором 4, преобразуется и,. фокусируется опти- 45 ческой системой 5 и под углом р4 пада-, ет на исследуемый образец 1, разделяясь на два луча — отраженный.К и прошедший Т. Фотоприемник 2, поворачиваясь посредством привода 6 с постоянной угловой скоростью вокруг оси, совпадающей с плоскостью образца, попеременно регистрирует моменты положений импульсов сигналов, соответствующих отраженному и прошедшему лучам света. Йзмерение временного интервала между этими моментами осуществляется с помощью оптико-электронного преобразователя 7. где d — толщина исследуемого образца, При условии одинаковой среды по обе стороны образца справедливо равенство
d sin(g! — P) а = (3)
cos P где — угол преломления света в исследуемом образце. числитель дроби равенства (3) можн представить в виде
d sin(c4,-() = d(singcos(3 — cosa(sinful), тогда а = d ° sing — d соэ(» tg); ц d sinOL- a а
tg 5= tgg — ---- (4)
d. cos 04 d cos OC а
= arc tg(tgOL — — --) .
d соФ
Искомый показатель преломления и определяется по формуле э1пМ
n = и ° --т-—
sin P тогда с учетом равенства (4) имеем
sin Ь и =п ! а
sin arc tg(tg(6 — ††---)
d соэо
Подставив в формулу (5) значение (2), получают окончательное выражение для определения показателя преломления
r ,Формула изобретения
Способ определения показателя преломления прозрачных материалов, заключающийся в облучении образца, выполненного в виде плоскопараллельной пластины, монохроматическим излуче.нием под углом о и определении вели.чины смещения Ly, прошедшего через образец излучения, относительно линии его падения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, быстродействия и обеспечения автоматизации процесса измерения, облучение производят модулированным излучением и регистрируют, моменты положений импульсов сигналов, соответствующих отраженному и прошедшему излучениям, на расстоянии r от точки падения луча, измеряют количество m счетных импульсов с дискретным интер"
Le и Г(КШ2 — 180o + 200
9 где К
sin Ф
1тИ
АЬ -m. 7сч
5 1615603 валом,, равным частоте модуляции где а излучения, между отраженным и прошедшим излучениями, а показатель преломления "n определяют по формуле и< Ie
sin are tg tgOL- — — — ——
Гсоз g — показатель преломления окружающей среды; — толщина образца; — величина смещения, равная
180 — коэффициент размерности, равный 1 град/с.
/
1615603
Составитель Ю,Гринева .
Техред JI.Олийнык Корректор О.Ципле
Редактор И.йулла
Заказ 3982 Тираж 510 Подписное
ВЙИИПИ 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
