JPH01227047A - 屈折率測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液体あるいは気体の屈折率を測定する装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来、液体あるいは気体の屈折率測定装置には。

■光学的透明体と被測定物の境界に斜めに入射した光線
の反射率を測定する方式、あるいは■光学的透明体と被
測定物との境界面での屈折角を測定する方式とがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

これらの測定方式では境界面に接する非常に薄い層の屈
折率が測定されるので、光学的透明体の表面、つまり前
記境界面の汚れが測定値に誤差を与える。

また、光学的透明体と被測定物の温度に差がある時は、
境界面付近の温度は光学的透明体の温度に近くなり、被
測定物全体の平均的温度とは異なることになる。ところ
が、−船釣に言えば物質の屈折率は温度の関数であるた
め、被測定物の平均的屈折率ではなく、境界近辺のごく
一部の屈折率を測定している結果となシ、これも誤差の
原因となる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の屈折率測定装置は１元検出器とその出力を増幅
する回路と、この出力によって光源の出力レベルを変調
する駆動回路、及び光源の出力光線を被測定物中に照射
して透過させる構造と、透過後の光線を前記光検出器へ
導く構造とで閉ループを構成し、この閉ループを発振回
路として作動させ、しかもこの発振周波数を計数するカ
ウンタ回路を有することを特徴とする。

〔実施例〕

次に１本発明について図面を参照して説明する。

第一図は本発明の一実施例のブロック図であって、２は
フォトダイオード等の光検出器、３は増幅回路、５は駆
動回路、６は発光ダイオードあるいはレーデダイオード
等の光源、９は液体の被測定物、１３は周波数カウンタ
である。

駆動回路５は入力信号に応じて光源６の出力レベルを制
御するが、入力信号の無い場合でも光源６に直流電流を
供給する。光源６からの出力光はレンズ７を通して透明
容器８に入った被測定物９へ入射する。この光線は反射
鏡１０．１１によってレンズ７からの入射経路とは別の
経路で再び被測定物９を透過して可変光減衰器１２を透
過してレンズ１により光検出器２へ集光される。光検出
器２の出力は増幅回路３で増幅され、低域デ波器４を通
って駆動回路５へ入力する。

この構成において形成されたループにおいて。

ルーグー巡利得が１よシ犬であれば、このループは発振
する。周波数カウンタ１３はこの発振周波数を計数する
。

発振周波数は、第１図の各回路素子の遅延の合計τ１と
、光源６から光検出器２までの光路中での伝搬遅延によ
シ定まる。上記光路での遅延は、空気中の光路およびレ
ンズ７．１．容器８１元減衰器１２中での遅延の合計τ
２と、被測定物９中の光路での遅延で３に分割される。

ここで、τ２は固定であるが、τ３は被測定物９の屈折
率ｎによって変る。

つまり、被測定物９中での光路長をｔ、光の速度をＣと
すると、τ＝ｎ−４となる。

Ｃ となる。但し、Ｎは整数であり、増幅回路３．駆動回路
５の高域周波数特性が良好であればＪ＝１　、２　、’
３・・°という何種類かの周波数で発振する可能性があ
シ、安定な発振を妨げる場合がある。その対策としてＮ
＝２以上に相当する周波数に対するループ−巡利得を下
げるため、低域戸波器４を用いる事が望ましい。

以上説明したように、第一図の構成によって発振周波数
を測定すれば既知の遅延τ１．τ２．及び被測定物９中
での光路長ｔを式（１）に代入することによって、被測
定物９の屈折率ｎを測定できる。

第２図は本発明の他の実施例であり、第１図の光検出器
２から駆動回路５に至る構成は同じなので図示は省略し
ている。光源６（第１図）の出力光２１は元ファイバ２
２によって被測定物中に置かれた構造体２８に導かれる
。構造体２８に対向して被測定物中には構造体２７が配
置されている。

構造体２８のレンズ７に入射した光線は構造体２８の反
射鏡２４と構造体２７の反射鏡２３とによって被測定物
中を多数回往復した後、レンズ１で集光されて元ファイ
バ２５に導かれる。光ファイバ２５によシ導かれた光線
２６は光検出器２（第１図）へ入射される。なお、構造
体２８と反射鏡２３を支える構造体２７は９反射鏡２３
．２４間の距離が変化しないように互いに強固に固定さ
れている。

以上の構成によれば光源、増幅回路等と被測定物の相対
位置を自由に設定でき、設置上の自由度が増す。しかも
、気体や不透明の容器に入った物質であっても、その気
体中、物質中に構造体２７゜２８を浸すことによシ屈折
率を測定できる。更に。

温度変化によって遅延量の変化する可能性のある増幅回
路、光源等は恒温箱に収納するようにして誤差発生の要
因を無くす構成をとることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように２本発明は光源が被測定物を透過す
る際に被測定物の光路全長で生ずる遅延の合計を測定す
るので被測定物の全体的な屈折率に近い値を測定でき１
局部的な屈折率変化による影響の少い安定した測定がで
きる。

更に、高安定な光源を必要とせず２元強度の精密な測定
も必要とせず９周波数という非常に簡単に高精度で測定
できる値を測定するため、安価な測定装置が構成できる
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を示し、第２図は本発明
の他の実施例を被測定物に接する部分について示した図
。 １．７・・・レンズ、２・・・光検出器、６・・・光源
、８・・・透明容器、９・・・被測定物、　Ｉ　Ｃ１，
１１、２３。 ２４・・・反射鏡、１２・・・可変光減衰器、　２２　
、２５・・・元ファイバ、２７．２８・・・構造体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、液体又は気体による被測定物を透過する波長の光線
   を出力する光源とこの光線を被測定物中を透過させる手
   段とを有し、かつ透過後の光線を電気信号に変換する光
   検出器を有する屈折率測定装置において、前記光源の出
   力光の強度を変調する駆動回路と、前記光検出器の出力
   信号を増幅する増幅回路とを有し、該増幅回路の出力を
   前記駆動回路の入力側に接続して閉ループとし、該ルー
   プの一巡利得を１以上として発振するようにし、その発
   振周波数を計測する手段を有して、該発振周波数から前
   記被測定物の屈折率を求めることを特徴とする屈折率測
   定装置。