SU741121A1

SU741121A1 - Interference refractometer

Info

Publication number: SU741121A1
Application number: SU782688420A
Authority: SU
Inventors: Евгений Михайлович Земсков; Владимир Павлович Кобелев; Альберт Яковлевич Сагалович; Владимир Николаевич Терещенко; Ахмед Мухаметович Шаймарданов
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6324
Priority date: 1978-11-23
Filing date: 1978-11-23
Publication date: 1980-06-16

Description

Изобретение относится к области электронно-оптического приборостроения и может быть использовано при физико-химических исследованиях, требующих рефракто- метрического анализа.The invention relates to the field of electron-optical instrument engineering and can be used in physicochemical studies requiring refractometric analysis.

Известен интерференционный рефракто- ^Sметр, содержащий двухлучевой интерферометр [1], который обеспечивает измерение показателя преломления газообразных сред путем сравнения его с показателем преломления эталонного вещества.Known interference refractometer ^S meter containing a two-beam interferometer [1], which provides a measurement of the refractive index of gaseous media by comparing it with the refractive index of the reference substance.

.Известен интерференционный рефрактометр [2], имеющий два двухлучевых интерферометра, кювету с исследуемым веществом, кювету с эталонным веществом и ₁₅компенсатор оптического хода лучей.. An interference refractometer is known [2], which has two two-beam interferometers, a cuvette with a test substance, a cuvette with a reference substance, and _{15 a} compensator for the optical path of rays.

Этот рефрактометр для определения абсолютного значений показателя преломления обеспечивает измерение разности хода двух лучей, прошедших через равные по ₂₀длине кюветы, одного - через эталонное вещество, другого - через доследуемое вещество, путем совмещения двух интерференционных картин компенсатором оптичес2 ' кого хода лучей, при этом данные о величине разности хода считывают с конуса микрометрического винта поворотного механизма компенсатора. Величина разности хода лучей позволяет рассчитать,При известной длине кювет, разность показа тёс. лей преломления исследуемого и эталонно—, го веществ, а абсолютное значение показателя преломления исследуемого вещества можно определить как сумму рассчитанной разности показателей преломления и абсолютного значения показателя преломления эталонного вещества, при этом абсолютный показатель преломления эталонного вещества .необходимо знать заранее с требуемой точностью для параметров его состояния при измерении.This refractometer for determining the absolute values of the refractive index provides a measurement of the difference in the path of two rays passing through equal to ₂₀ length cuvettes, one through a reference substance, the other through a traced substance, by combining two interference patterns with a compensator for an optical path of rays, while the data the stroke difference is read from the cone of the micrometer screw of the rotary mechanism of the compensator. The magnitude of the difference in the path of the rays allows you to calculate, With a known length of the cuvette, the difference in the display tes. the refractive index of the test and reference substances, and the absolute value of the refractive index of the test substance can be determined as the sum of the calculated difference between the refractive indices and the absolute value of the refractive index of the reference substance, while the absolute refractive index of the reference substance. You must know in advance with the required accuracy for its parameters state during measurement.

К недостаткам известного рефрактометра относится необходимость использования эталонных веществ для измерения абсолютного показателя преломления исследуемого вещества. Это обусловлено тем, что для прямого измерения абсолютного показателя преломления требуется обеспечить про— хождение лучей в исследуемой среде по геометрическим путям, отличающимся друг от друга на величину, много меньшую длины волны зондирующего излучения, что практически невозможно, Кроме того, для измерения показателя преломления различных исследуемых веществ известным рефрактометром требуется проведение измерений при различных геометрических длинах кювет. Это приводит к значительному усложнению конструкции прибора, к использованию дополнительных вспомогательных узлов и приспособлений.The disadvantages of the known refractometer include the need to use reference substances to measure the absolute refractive index of the test substance. This is due to the fact that for direct measurement of the absolute refractive index it is required to ensure the passage of rays in the medium under study along geometrical paths that differ from each other by an amount much shorter than the wavelength of the probe radiation, which is practically impossible. In addition, to measure the refractive index of various the studied substances by a known refractometer, measurements are required at various geometric lengths of the cells. This leads to a significant complication of the design of the device, to the use of additional auxiliary units and devices.

Цель изобретения - обеспечение прямого измерения абсолютного показателя преломления, повышение точности измерений и упрощение конструкции.The purpose of the invention is the provision of direct measurement of the absolute refractive index, improving the accuracy of measurements and simplifying the design.

Указанная цель достигается тем, что в известный интерференционный рефрактометр для измерения абсолютного показателя преломления прозрачных жидкостей и газов, содержащий двухлучевой интерферометр и кювету с исследуемым веществом, введен счетчик интерференционных полос, оптически связанный с выходом ин- 25 терферометра, В кювете с исследуемым веществом параллельно ее оптической оси установлен вал, концы которого выведены за пределы кюветы» На валу внутри кюветы укреплен отражающий элемент рабочего плеча интерферометра, а на одном из свободных концов вала жестко укреплены два концевых выключателя. При этом вал может перемещаться вдоль оптической оси кюветы, а интерферометр выполнен по схеме Майкельсона.This goal is achieved by the fact that in the well-known interference refractometer for measuring the absolute refractive index of transparent liquids and gases, containing a two-beam interferometer and a cuvette with a test substance, a counter of interference fringes is optically coupled to the output of the interferometer. In a cuvette with the test substance parallel to it a shaft has been installed on the optical axis, the ends of which are pulled out of the cell ”A reflective element of the working arm of the interferometer is mounted on the shaft inside the cell, and on one of The two shaft limiters are rigidly attached to the shaft ends. In this case, the shaft can move along the optical axis of the cell, and the interferometer is made according to the Michelson scheme.

5, которо*выклю— одном5, which * off - one

На чертеже приведена принципиальная схема интерференционного рефрактометра»The drawing shows a schematic diagram of an interference refractometer "

Интерференционный рефрактометр состоит из двухлучевого интерферометра типа Майкельсона, образованного отражающими элементами 1, 2 и разделяющим элементом полупрозрачным зеркалом 3, кюветы 4 с исследуемым веществом, вала вмонтированного в клювету, концы го выходят наружу, двух концевых чателей 6, жестко укрепленных на конце вала, и счетчик 7 интерференционных полос. Отражающий элемент 1 интерферометра жестко закреплен внутри, кюветы 4 на валу 5 и выполнен с возможностью перемещения вдоль оптической оси кюветы с помощью механизма 8.An interference refractometer consists of a two-beam Michelson-type interferometer formed by reflecting elements 1, 2 and a separating element by a translucent mirror 3, cuvette 4 with the test substance, a shaft mounted in the cuvette, the ends go out, two end users 6, rigidly mounted on the shaft end, and counter 7 interference fringes. The reflecting element 1 of the interferometer is rigidly fixed inside the cuvette 4 on the shaft 5 and is arranged to move along the optical axis of the cuvette using the mechanism 8.

Интерферометр работает следующим об-₅₅.разом.Interferometer ₅₅ operates in the following ob- .razom.

Пучок света делится полупрозрачным зеркалом 3 на два пучка, которые после отражения от зеркал 1 и 2 собираются на счетчике 7, где возникает интерференционная картина. Отражатель 1 устанавливают. в ближнее (к лучу) положение и включают механизм 8 перемещения вала. В результате перемещения отражателя 1 на счетчике возникает бегущая интерференционная картина. При определенном положении левого концевого выключателя 6 включается счетчик полос, который выключается при условии, что левый концевой выключатель займет положение правого, когда тот включил счетчик, при этом останавливается механизм 8 и включается в обратном направлении. Затем счетчик 7 включается, когда правый выключатель займет положение левого. Таким образом происходит суммирование полос при прямом и обратном ходе счетчика. В результате измеряют интерференционным способом постоянную прибора, т.е. геометрическую длину пути луча при вакуумированной кювете от крайнего левого положения отражателя 1 до крайнего правого его положения, определяемого концевыми выключателями при прямом и обратном ходе с одной стороны и оптическую длину пути луча в исследуемой среде; анализирующей кювету. Таким ние показателя по формуле образом, абсолютное значепреломления определяется иП- ~ интерференционных полос, волны зондирующего излугде hThe light beam is divided by a translucent mirror 3 into two beams, which, after reflection from mirrors 1 and 2, are collected on the counter 7, where an interference pattern arises. Reflector 1 is installed. in the near (to the beam) position and include a mechanism 8 for moving the shaft. As a result of the movement of the reflector 1, a running interference pattern appears on the counter. At a certain position of the left limit switch 6, the strip counter is turned on, which turns off under the condition that the left limit switch takes the right position when it turns on the counter, while the mechanism 8 stops and turns on in the opposite direction. Then the counter 7 is turned on when the right switch takes the position of the left. Thus, the summation of the bands occurs with the forward and reverse stroke of the counter. As a result, the instrument constant, i.e. the geometric path length of the beam with the evacuated cuvette from the extreme left position of the reflector 1 to its extreme right position, determined by limit switches for forward and reverse travel on the one hand, and the optical path length of the beam in the medium under study; analyzing a ditch. Such an indicator according to the formula, the absolute refraction value is determined by IP - ~ interference bands, sounding waves h

Λ ,ЬΛ, b

- число- number

- длина чения,- length of reading,

- константа прибора или геометрическая длина пути луча.- instrument constant or geometric path length of the beam.

Использование интерференционного рефрактометра обеспечивает прямое измерение абсолютного значения показателя преломления исследуемой среды, повышение точности измерений, упрощение обработки полученной информации, что значительнее расширит область применения прибора и повысит надежность полученных результатов. Описанный рефрактометр имеет более простую конструкцию, чем известные.The use of an interference refractometer provides direct measurement of the absolute value of the refractive index of the medium under study, increasing the accuracy of measurements, simplifying the processing of the received information, which will significantly expand the scope of the device and increase the reliability of the results. The described refractometer has a simpler design than the known ones.

Claims

1.KVKNN NI et al. Quick reference to physics. M., Higher School, 1962, p. 27O.

2. Kalomiytsev Yu “V. Interferometers M., Mashinostroenie, 1976, f .. 249 (prototype).

// J ///

f

V