CN202693473U - 一种测量平板型透明介质折射率的装置 - Google Patents
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Abstract
一种测量平板型透明介质折射率的装置包括暗盒、半导体激光器、毛玻璃屏、会聚透镜、薄毛玻璃屏、CCD摄像头、精密移台、平台衬板，平台衬板设置在暗盒内，半导体激光器、毛玻璃屏、会聚透镜、精密平移台安装在平台衬板上，薄毛玻璃屏、CCD摄像头安装在精密平移台上，随精密平移台同步移动，半导体激光器、毛玻璃屏、会聚透镜、薄毛玻璃屏、CCD摄像头依次同轴排列设置在暗盒内，暗盒上设有遮光盖。测量时将待测平板型介质置于会聚透镜和精密平移台之间，待测介质放入前后，在薄毛玻璃屏上的圆形光斑直径会发生变化，在定标的基础上，只需知道待测介质放入后的光斑直径，即可得到该介质的折射率，相应的圆形光斑图像通过CCD摄像头由计算机实时获取并测量。装置适用于固体和液体介质折射率的测量，操作简便，测量数据少，测量范围不受限制，并可用于折射率的实时监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及固体和液体折射率测量的装置，尤其是涉及一种有两个平行面的平板型透明介质折射率测量的装置。
背景技术
折射率是介质的一项重要光学参数，也是一些相关工农业产品的重要性能指标，在光学材料、食品、化工、医药等领域有着广泛的应用。
目前，测量介质折射率的方法很多，就有两个平行面的介质而言，常用的有几何光学法和干涉法。如利用阿贝折射仪，但其缺点是只适用于特定范围的折射率测量；有依据光束通过介质产生的侧向偏移，再利用线阵CCD或PSD传感器检测偏移量测量折射率的，其缺点是需确定光束入射角，并调节线阵CCD或PSD传感器与出射光线垂直，操作相对较难；还有利用干涉方法测量的，虽然能达到较高的精度，但其对实验条件要求较高，操作繁琐。
发明内容
本实用新型针对上述现有技术的不足，提供一种测量数据少、测量范围不受限制、操作简便，适用于有两个平行面的平板型透明介质折射率测量的装置，并可实现折射率的实时监测。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：测量平板型透明介质折射率的装置包括暗盒、半导体激光器、毛玻璃屏、会聚透镜、薄毛玻璃屏、CCD摄像头、精密移台、平台衬板，平台衬板设置在暗盒内，半导体激光器、毛玻璃屏、会聚透镜、精密平移台安装在平台衬板上，薄毛玻璃屏、CCD摄像头安装在精密平移台上，随精密平移台同步移动，半导体激光器、毛玻璃屏、会聚透镜、薄毛玻璃屏、CCD摄像头依次同轴排列设置在暗盒内，暗盒上设有遮光盖。
会聚透镜和薄毛玻璃屏之间设置有待测介质，待测介质可以为固体或液体，若待测介质为固体，需有两个平行面，测量时可直接放入系统；若待测介质为液体，可配套有两个平行面的液槽，测量时将液体注入。
本实用新型测量时，将CCD摄像头与计算机连接，在放入待测介质前后，通过会聚透镜的光束聚焦点会发生轴向平移，在聚焦点前设置薄毛玻璃屏，将聚焦点轴向平移转化成了光斑直径的横向变化，图2为其原理示意图，结合折射定理和几何关系可得到的测量公式，在薄毛玻璃屏上的圆形光斑图像通过CCD摄像头由计算机实时获取，计算机按照事先设定的程序进行数据处理，计算出被测介质的折射率。本实用新型设有暗盒，测量过程对环境条件要求低，与待测介质折射率相关的现象光照即显示，所形成的光学图像为平面图像，清晰度高，同时具有结构简单、造价较低，测量精度较高等优点，可应用于科研和工业生产领域的平板型透明材料(如玻璃、酒精等)折射率的测量。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。
图2是本实用新型的原理示意图。
图3是本实用新型一个实施例的配套液槽示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。
实施例1
在图1中，本实施例的平板型透明介质折射率测量装置由半导体激光器1、暗盒2、毛玻璃屏3、会聚透镜4，薄毛玻璃屏6、小型精密平移台7、CCD摄像头8、计算机10构成，待测介质5放置在会聚透镜4和小型精密平移台7之间，暗盒底部设有带螺孔的平台衬板11，顶部设有遮光盖。
本实施例待测介质5为固体，暗盒2的壳体为不锈钢或不透光的工程塑料，暗盒2底部居中设有带螺孔的钢质平台衬板11，暗盒2左端用螺丝、支架等连接件将半导体激光器1固定安装在平台衬板11上，半导体激光器1右侧的毛玻璃屏3、会聚透镜4用螺丝、支架等连接件同轴固定在平台衬板11上，暗盒2右端的CCD摄像头8，CCD摄像头8左侧的薄毛玻璃屏6用螺丝、支架等连接件同轴固定在小型精密平移台7上，然后将其作为整体固定安装在平台衬板11上，并保证半导体激光器1、毛玻璃屏3、会聚透镜4，薄毛玻璃屏6、CCD摄像头8的同轴性，CCD摄像头8通过USB数据线9与计算机10相连。其中毛玻璃屏3左侧为磨砂面，右侧为光学面，薄毛玻璃屏6左侧为光学面，右侧为磨砂面。半导体激光器1发出的光通过毛玻璃屏3形成较为均匀的散斑，经会聚透镜4在薄毛玻璃屏6上可得到均匀的圆形光斑，CCD摄像头8将获取的图像传输给计算机10，计算机10按照事先设定的程序进行数据处理，计算出被测介质的折射率。
实施例2
在本实施例中，新增图3的长方体敞口液槽，顶部敞口，底部为毛玻璃，左右两侧为用作光学面的平板玻璃，前面两侧为毛玻璃，长方体敞口液槽放置在会聚透镜4和小型精密平移台7之间，测量时将待测液体倒入长方体敞口液槽内。其它构成及零部件的连接关系与实施例1相同。
Claims (3)
1.一种测量平板型透明介质折射率的装置，其特征在于：测量平板型透明介质折射率的装置包括暗盒、半导体激光器、毛玻璃屏、会聚透镜、薄毛玻璃屏、CCD摄像头、精密移台、平台衬板，平台衬板设置在暗盒内，半导体激光器、毛玻璃屏、会聚透镜、精密平移台安装在平台衬板上，薄毛玻璃屏、CCD摄像头安装在精密平移台上，随精密平移台同步移动，半导体激光器、毛玻璃屏、会聚透镜、薄毛玻璃屏、CCD摄像头依次同轴排列设置在暗盒内，暗盒上设有遮光盖。
2.根据权利要求1所述的测量平板型透明介质折射率的装置，其特征在于：所述会聚透镜和薄毛玻璃屏之间设置有待测介质，待测介质为固体，需有两个平行面，测量时可直接放入系统。
3.根据权利要求1所述的测量平板型透明介质折射率的装置，其特征在于：所述会聚透镜和薄毛玻璃屏之间设置有待测介质，待测介质为液体，可配套有两个平行面的液槽，测量时将液体注入。
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