Інтерференційний рефрактометр

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам прецизионного измерения абсолютных значении показателя преломления света газообразных и жидких веществ. Цель изобретения - повы~ шение точности измерений в условиях высоких давлений. Устройство содержит источник излучения 1, светоде-' лительный блок 2, подвижный вал 3, отражатели 4 - 6 , корпус 7, механизм перемещения 8 вала 3, оптический элемент 9 модулятора 10, блок управления 11 модулятора 10, блоки 12 14 системы фоторегистрации, измерительный блок 15. Корпус 7 разделен перегородкой 17 на контрольную кювету 18 и вакуумированную полость 19. Вал 3 выполнен полым. Его конец, находящийся в полости 19, открыт, а противоположный конец заглушён. Отражатели 4 и 6 размещены в кювете 18, они жестко закреплены на валу 3 ' симметрично его оси в одной плоское* ти. Отражатель 5 жестко закреплен в полости вала 3 в той же плоскости, что и отражатели 4 и 6. Расположение отражателей 4 - 6 в единой плоскости позволяет исключить разницу в изменениях длины рабочих и эталонных плеч при воздействии давления и обусловленную этим погрешность измерений, 2 ил. ч Фыз.1 1 453265 Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам прецизионного измерения абсолютных значений показателя преломления света газообразных и жидких веществ ( и может быть использовано для анализа теплофизических параметров, газообразных и жидких веществ в широкой области параметров состояo ния, в том числе и при больших давле- t ниях . Наиболее целесообразно и эффективно применение рефрактометра в поверочных схемах в качестве эталона при 15 метрологической аттестации образцовых и рабочих средств измерения показателя преломления света в жидкостях и газах в широкой области изменения температур и давлений, а 20 также для установления и уточнения в лабораторных условиях на пробах воды фундаментальных зависимостей показателя преломления света от параметров термодинамического состояния морской 25 воды. Цель изобретения - повышение точности измерений в условиях высоких давлений. На фиг Л приведено схематическое 30 изображение одного из возможных вариантов осуществления предлагаемого интерференционного рефрактометра; на фиг.2 - второй вариант выполнения рефрактометра. 35 Интерференционный рефрактометр (фиг.1) содержит источник 1 излучения, светоделительный блок 2, подвижный вал 3, отражатели 4 - 6 , корпус 7, механизм 8 перемещения вала 3, .« оптический элемент 9 модулятора 10, блок 11 управления модулятором 10, блоки 12 - 14 системы фоторегистрации, измерительный блок 15. Светоделительный блок 2 представляет со- *е бой толстую плоскопараллельную стеклянную пластину, одна поверхность которой выполнена зеркально отражающей, а другая поверхность - частично отражающей , 50 Модулятор 10 представляет собой пьезоэлемент, например столбик из пьезокерамики, на котором укреплен оптический элемент 9, Блок М управления представляет собой генератор 55 электрических колебаний, например LC-генератор. Корпус 7 имеет прозрачную переднюю стенку 16 и разделен перегород кой 17 на контрольную кшвету 18 и вакуумированяую полость 19, расположенную между контрольной кюветой 18 и светоделитель'ным блоком 2. Бал 3 выполнен полным, причем конец erOj, находящийся 0 вакуумированной полости 19, открыт, а противоположный конец заглушён. Отражатели 4 и 6 расположены в контрольной кювете 18, они жестко закреплены в одной плоскости на валу 3 симметрично его оси. Отражатель 5 жестко закреплен внутри вала 3 в одной плоскости с отражателями 4 и 6. Оптический элемент 9 модулятора 10 предназначен для периодического изменения оптических разностей хода в измерительных (рабочих) и опорном (эталонном) плечах интерферометра. Он расположен в вакуумированной камере 19. Блок 11 управления служит для выработки периодического электрического сигнала для управления перемещением оптического, элемента 9 модулятора 10. Механизм 8 перемещения вала 3 представляет собой, например, винтовую пару и приводится в движение электродвигателем (не показан). Б качестве источника 1 излучения можно использовать гелийнеоновый лазер. Устройство работает следующим образом. Заполняют контрольную кювету 18 исследуемым веществом. Луч света от источника 1 излучения светоделительным блоком 2 расщепляется на три параллельных световых пучка 20 - 22 с примерно одинаковыми интенсивностями. Направление распространения пучка 21 совпадает с осью вала 3 и образует опорное (эталонное) плечо рефрактометра, пучки 20 и 22 распространяются симметрично относительно этой оси и образуют измерительные (рабочие) плечи рефрактометра. Пучок 21 оптическим элементом 9 делится на пучки 23 и 24. Пучок 23 в виде отраженного пучка распространяв ется в обратном направлении, пучок 24 распространятся до отражателя 5, отражается от него и накладывается • на пучок 23, в результате чего в плоскости приема блока 13 системы фоторегистрации наблюдается интерференционная картина. Аналогично фор» мируются интерференционные картины в 1453265 плоскостях приема блоков 12 и 14 системы фоторегистрации. Модулятор і0 посредством оптического элемента 9 модулирует оптичесr кие пучки, в результате чего в световых сигналах, поступающих на входы блоков 12-14, присутствуют переменные составляющие синусоидального типа. На их основе блоки 12-1Д формиЮ руют три логические последовательности, поступающие на измерительный блок I5. Задача измерения сдвигов интерференционных картин при этом сводится к измерению полных фазовых 15 сдвиговых между характерным моментом времени в сигнале управления и характерными моментами времени в сигналах на выходах блоков 12-14. Указанные измерения осуществляются 20 в блоке 15, "который на их основе производит расчет показателя преломления . 4 Возможны и другие варианты выполнения интерференционного рефрактометра. Возможно выполнение ичтерферометpa с использованием двухчастотного лазера с фотоэлектрической регистрацией фазовых сдвигов на частоте биений световых колебаний. Возможно так-' же расположение модулятора вне корпуса 7. Однако общим для всех вариантов выполнения интерференционного рефрактометра является наличие полого вала 3, один конец которого расположен в вакуумироваккой полости, а другой заглушён, внутри полости вала жестко закреплен отражатель эталонного плеча в одной плоскости с отражателями рабочего плеча интерферометра. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Интерференционный рефрактометр, содержащий источник оптического излуИспользование вакуумированной полости 19 и подвижного открытого вала 25 чения и расположенные по ходу излучения светоделительный блок, модулятор 3 с закрепленным в нем отражателем 5 с оптическим элементом, контрольную позволяет проводить одновременные изкювету, внутри которой соосно устамерения показателя преломления и веновлен подвижный вал с закрепленныличины расстояния, на которое переме30 ми на нем двумя отражателями симметщается вал 3. рично друг другу относительно оси Симметричное расположение отравала, вакуумированную кювету, свожателей 4 и 6 относительно оси вала бодный конец вала расположен в ваку3 и отражателя 5 обеспечивает устраумированной кювете, третий отражатель, нение влияния перекосов вала 3 в процессе осевого перемещения на результакже систему фоторегистрации, о та тат измерения л и ч а ю щ и й с я тем, что, с Б рефрактометре (фиг.2) в качестцелью повышения точности измерений ве отражателей 4-6 используются __ в условиях высоких давлений, вал вытриппль-призмы. Это позволяет в два полнен полым, конец вала, противораза повысить чувствительность и 40 положный концу вала, расположенноснизить требования к точности их го в вакуумированной кювете, загерменачальной настройки, но вызывает нетизирован, а третий отражатель жестобходимость выполнять оптический элеко закреплен в полости вала в одной мент 9 с определенными участками, плоскости с первым и вторым отражаполностью отражающими. 45 тепями. H53265 Редактор Л.Зайцева Составитель С.Голубев Техред М.Ходанич Корректор М.Максимишинец Заказ 7276/39 Тираж 788 Подписное В И Л Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР Н ИИ 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4