Устройство для определения показателя преломления образца произвольной формы

 

Изобретение относится к иммерсионной рефрактометрии. Цель изобретения - упрощение,ускорение Определения и расширение спектрального диапазона измерений. Это достигается тем,что в качестве иммерсионной среды использован пар бензола, нагретьй до 300°С, показатель преломления которого для желтой линии натрия D составляет не .менее 1,32 и 1,86 при соответственно 50 и 300 атм. С кюветой соединены регулятор давления пара и манометр, внутри кюветы установлены нагреватель и термометр, перед и за кюветой - соответственно модулятор и неселективный оптико-акустический приемник, подключенньй к блоку регистр ации. Показатель преломления образца определяется по давлению пара, при котором § состоялось иммерсированне. 1 з.п. ф-лы, 1 ил, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (g1) 4 G 01 21/41 t

Р t

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4131670/24-25 (22) 11.08.86 (46) 30.09.88. Бюл. Ф 36 (75) А.Я. Бродский (53) 535.24(088.8) (56) Борбат А.М. Оптические измерения. Киев: Техника, 1967, с.256-311.

Иоффе Б.В. Рефрактометрические методы химии. Л.: Химия, 1974, с. 265-285. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ОБРАЗЦА ПРОИЗВОЛЪНОЙ ФОРМЫ (57) Изобретение относится к иммерсионной рефрактометрии. Цель,изобрел тения — упрощение, ускорение определе22 А1 ния и расширение спектрального диапазона измерений. Это достигается тем,что в качестве иммерсионной среды использован пар бензола, нагретый до 300 С, показатель преломления которого для желтой линии натрия D составляет не .менее 1,32 и 1,86 при соответственно

50 и 300 атм. С кюветой соединены ! регулятор давления пара и манометр, внутри кюветы установлены нагреватель и термометр, перед и за кюветойсоответственно модулятор и неселективный оптико-акустический приемник, подключенный к блоку регистрации. Показатель преломления образца определяется по давлению пара, при котором ф состоялось иммерсирование. 1 з.п. ф-лы, 1 ил, 1 табл.

1427248 (2) 7i-- 0,021P (3) и, где Рд

Изобретение относится к иммерсионной рефрактометрии и может быть использовано для определения показателя преломления стекла и других оп- 5 тических материалов в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра.

Цель изобретения - упрощение, ускорение определения и расширение спектрального диапазона измерений.

На чертеже представлена схема устройства для определения показателя преломления. устройство содержит источник 1 15. излучения и установленные по ходу излучения конденсор 2, монохроматор 3, модулятор 4, кювету 5 с входным и выходным окнами и держатель 6 образца 7. Регулятор 8 и манометр 9 соединены с кюветой 5, в которой расположены нагреватель 10 и термометр 11.

За выходным окном кюветы 5 расположен детектор, выполненный в виде неселективного оптико-акустического приемки †;25 ка (ОАП) 12 и соединенный с блоком

13 регистрации.

Устройство работает следующим образомм.

До начала измерений образец 7 вво 30 дят в кювету 5, в которой постоянно находится жидкий бензол, и устанавливают его на держателе 6, после чего включают нагреватель 10 и, осуществляя контроль по термометру 1), до- 35 водят температуру,; Т в кювете 5 до о

300 С. Далее посредством регулятора

8, манометра 9 и блока 13 регистрации находят давление P --,,соответствующее максимальной величине сигнала

0AII 12.

По известной зависимости показателя преломления газа и, от давления

Р внутри кюветы определяют показатель 45 преломления образца и = п, (P ) при температуре нагрева Т, который затем о пересчитывают для температуры t=20 С.

Показатель преломления газа или пара и, связан с его давлением P со- 50 отношением атмосферное давление; рефракция газ а (пара) при

Р.„, t = 20 С и длине волны излучения = 589 нм;

/ с — коэффициент сжимаемости газа (пара).

Большинство оптических материалов имеет n = 1,4-1,8, и для их иммерсирования нужно иметь пар, у которого и 1,32 или п„ » 1,86 соответственно при давлении 50 или 300атм.

Этим требованиям соответствует бенэол

СБН, у которого 8 = 1,812 10, а критические температура.Т» и давление Р» составляют 561 6 К и 47,7 атм.

Дпя бензола согласно (1) а приведенное давление = Р/Р„выражается формулой

При нагревании бензола до Т =

573 К = 300 С его приведенная температура = Т/T» = 573/561„6 = 1,02.

Зная и и, можно графически определить коэффициент сжимаемости газа с.

В таблице представлены значения с и и для диапазона 50-1000 атм.

Из таблицы видно, что посредством изменения P бензола в пределах от

50 до -- 220 атм можно достичь иммерсирования всех используемых в оптическом приборостроении материалов.

Если длина волны излучения ъ с д (ъ ) интервал давлений, соответствующих иммерсированию, смещается в сторону меньших (больших) значений Р вследdn, dn ствие того, что †< — c. О.

dh М

Графическое определение коэффициента сжимаемости с приводит к возникновению абсолютной ошибки определения показателя преломления газа дn, =

0,002-0,003, поэтому величину п . следует определять экспериментально, например методом Фраунгофера. Поскольку для P = 50-200 атм среднее значение д п„/дР "- 0,003 атм, при

Ь P = 1 MM рт. ст. можно регулировать

n„e точностью до дп, = 4 10

Паспортные данные на оптические о материалы относят к t = 20 С и поэтому полученные иммерсированием в бензоле значения и следует экстраполировать на h t = 300 С вЂ” 20 С = 280 С, )427248 сечение конуса. Кроме того, используя ОАП, можно определять и в пределах области спектрального пропускания

5 оптической системы предлагаемого устройства. Так, в случае флюоритовой оптики можно вести измерения от = 0,2 до 8-9 мкм.

P атм

Пока эатели

50 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

10521426384

0,30 0,34 0,57 0,80 1,02 1,24 ),46 1,68 1,90 2,!2 2,35

1,325 1,562 1,775 ),867 1,923 1,9571,989 2,015 2,037 2,058 2,078 пг пользуясь коэффициентом P = Ьп/ht, на основании которого поправка, например, для п составит Ь п

=(-0,000252)-0,002716, где нижний предел соответствует стеклу ЛКЗ, а верхний — ТФ)0.

В комплект устройства не входят эталоны, что в сочетании с несменяемостью иммерсионной среды упрощает и ускоряет проведение измерений, сводя их к определению давления Р,, при котором наступает иммерсирование образца.

Если последний представляет собой взятую из стекловаренной печи пробу, о то ее достаточно охладить до 300 С, что дает значительный выигрыш во вре-. мени. В результате весь процесс измерений, включая подачу образца в кюве- 20 ту и выведение его наружу, продолжается 3-4 мин, т.е. на порядок меньше, чем в прототипе.

В пределах конуса с вершиной в центре выходной щели монохроматора 25 и образующей в виде контура проекции образца на перпендикулярную оптической оси плоскость излучение не рассеивается только в случае иммерсирования образца, чему соответствует максимальная величина сигнала приемника излучения, если в контур е".о чувствительной площадки вписывается

Фо рмула из обретения

Ф.

1. Устройство для определения показателя,преломления образца произвольной формы, содержащее источник излучения и последовательно расположеннйе по ходу излучения конденсор; монохроматор, кювету с иммерсионной средой и детектор излучения с блоком регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, ускорения определения и расширения спект рального диапазона измерений, в устройство введены регулятор давления и манометр, а в качестве иммерсионной среды использован пар бензола, причем регулятор давления и манометр соединены с кюветой.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, детектор выполнен в виде неселективного оптикоакустического приемника.

)0,5 12,6. )4,7 16,8 18,9 21,0

1427248

Составитель С. Голубев

Редактор А Лежнина Техред Л.Олийнык - Корректор С. Шекмар

Заказ 4846/39 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4