SU807163A1 - Method and device for measuring refractive index - Google Patents

Method and device for measuring refractive index Download PDF

Info

Publication number
SU807163A1
SU807163A1 SU792774037A SU2774037A SU807163A1 SU 807163 A1 SU807163 A1 SU 807163A1 SU 792774037 A SU792774037 A SU 792774037A SU 2774037 A SU2774037 A SU 2774037A SU 807163 A1 SU807163 A1 SU 807163A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
azimuth
refractive index
change
radiation
light
Prior art date
Application number
SU792774037A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Воронкин
Леонид Викторович Горелов
Раиса Яковлевна Кеймах
Михаил Васильевич Полегаев
Original Assignee
Всесоюзный Научно-Исследовательскийи Экспериментально-Конструкторскийинститут Продовольственного Машино-Строения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный Научно-Исследовательскийи Экспериментально-Конструкторскийинститут Продовольственного Машино-Строения filed Critical Всесоюзный Научно-Исследовательскийи Экспериментально-Конструкторскийинститут Продовольственного Машино-Строения
Priority to SU792774037A priority Critical patent/SU807163A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU807163A1 publication Critical patent/SU807163A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/41Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
    • G01N21/43Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length by measuring critical angle

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

Изобретение относитс  к технической физике, а более конкретно к способам и устрбйствам дл  измерени  показател  преломлени  жидких проныилеьных сред, например, с целью опре делени  содержани  сухих aeatecTB. Известен способ измерени  показате л  преломлени  по предель 1ОМу углу при полном внутренн отражении, когда одна из поверхностей из «ерительиой находитс  в контакте с исследуемой средой. Границу раздела освещают монохроматическим пучком лучей. После отражени  при определенных услови х в нормальном сеченик пучка образуетс  световое поле, состо щее из светлой и темной зон. Граница между ними соответствует предельному лучу и называетс  границей светотени. При изменении показател  преломлени  исследуемой среды граница светотени перемещаетс . Дл  измерени  по известному спосо бу используетс  рефрактометр, содерж ( КИЙ источник излучени  с линейчатш спектром, светофильтр, зталонную призму, контактирующую с исследуемой средой и атсчетное устройство, в оку л р которого наблюдают перемещение границы свефотени по спе1и1альной шкале 1. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ автоматического измерени  показател  преломлени  по предельному лучу при полном внутреннем отражении, при котором в пределах перемещени  границы светотени устанавливают подвижный фотоп1 1емник, а в осве11|енной зоне - неподвижный, частично задщафрагмированный , дл  уравнивани  сигналов с фотопсжемников. К црушениое при изменении показател  преломлени  сме14ением граиицы светотени равенство сигналов восстанавливают перемвв|еиием подвижного фотоприемника. Величина перемещени  характеризует изменение показател  преломлени  12. Устройство дл  осуществлени  известного способа содержит лампу накаливани , интерференционный светофильтр , объектив, измерительную призму , кювету с исследуемой средой, фотоприемники (подвижный и неподвижный), электронно-уси.т1тельную часть, реверсивный двигатель, соединенный с ры чаикно-кулачковым механизмом и ипсалой. Недостаток устройства - сравнительно небольша  регшизуема  чувствительность и точность при автоматизации процесса измерени . Погрешность соста л ет 2 «Ю едини хы показател  преломлени . Кроме того, использование двух фотоприемников требует их предварительного подбора и проверки стабильности параметров во времени. Нестабильность фотоприемников приводат к искажению результатов измерений. Цель изобретени  - повьй1ение чувствительности и точности измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем что в способе измерени  показател  преломлени , включающем регистрацию положени  границы светотени, образукадейс  при полном внутреннем отражении на освещаемой монохроматическим пучком лучей границе раздела эталонной и исследуемой сред, отраженный от границы раздала пучок лучей пол ризуют , модулируют, измен ют азимут линейно пол ризованного излучени  части пучка отраженны с лучай, а изме нение показател  преломлени  определ ют по изменению азимута плоскости пол ризации. j Кроме того, в устройстве, сЪдержав м последовательно установленные по ходу светового луча источник излучени , объектив, интерференционный светофильтр, измерительную призму, кювету с исследуемой средой, фотоприемник , электрически св занный с усилителем, выход которого подключен к управл н цей обмотке реверсивного двигател , после призмы по ходу светового луча установлены пол риза .тор-модул тор, даафрагма.пр моугольного сечени , с одной стороны снаб .женна  пластинкой-из оптически актив ного материала, и анализатор, кинема тически св занный с реверсивнЕФ двиг телем. На фиг. 1 изображена принципиаль.на  схема предлагаемого устройства на фиг.2 - векторна  диаграмма, объ сн юща  принцип измерени  по пре лагаемому способу, где г - вектор пе воначального азимута пол ризованного излучени  J - вектор измененного азимута пол ризованного излучени ; 82- вектор первоначального азимута . пол ризованного излучени , по вл юс гос  при смещении границы светотени; vf - изменение среднего - положени  азимута плоскости пол ризации; Ы изменение азимута плоскости пол р 1зации , пропорциональное изменению показател  преломлени . Устройство дл  осуществлени  пред лагаемого способа содержит источник излучени , объектив 2, интерференционный светофильтр 3, измерительную призму 4, проточнуюкювету 5, пол ри затор-модул тор 6, пр моугольную диа фрагму 7 ,, .снабженную пластинкой из оптически активного материала в ОднО ее части , анализатор 8, фотоприемник 9, усилитель 10, реверсивный двигааль 11, блок 12 питани , отсчетное стройство 13. Предлагаек лй способ осуществл етс  ледуюцдам образом. Излучение, отраже.нное от границы аздела, превра& ают в линейно пол риованное и одновременно кюдулируют, змен   азимут относительно среднего оложени  г на небольшую величину. атем среднее положение мен ют на гол Ч Новое положение азимута пол изованного излучени  s . Изменение зимута осуществл ют пластинкой из птически активного материала, через рай которой проходит граница светоени и котора  измен ет среднее полоение азимута линейно пол ризованного излучени  на угол Ц. При изменении оказател  преломлени  граница светотени перемещаетс  в область темной ОНЫ и за диафрагмой по вл етс  дополнительное линейно пол ризованное излучение с первоначальным средним положением азимута S, но имеющее интенсивность , завис щую от положени  границы светотени. При использований дл  анализа состо ни  пол ризации экстремального мютода .минимума, т.е. установки линейного анализатора на минимум пропускани  приход щего излучени , он занимает разные положени  дл  этих двух случаев. Эти положени  отличаютс  на угол « , пропорциональный смещению границы светотени, а следовательно , изменению показател  преломлени  исследуемой среды. Если в среде не происходит изменеии  показател  преломлени , то устройство находитс  в положении баланса , когда излучение со средним по ложением азимута линейно пол ризованного излучени  ч имеет после анализатора 8 амплитудную модул цию частоты 2f (f - ча1стота изменений азимута относительно среднего положени ). При изменении показател  преломлени  граница светотени смещаетс  в пусту часть диафрагмы 7, и на анализатор 8 дополнительно поступает излучение с первоначгшьным средним положением азимута. Таким образом, на анализатор приход т два компонента излучени , причем один из них посто нный, а второй - переменный, в зависимости от попожени  границы светотени, интенсивности . За анализатором 8 второй компонент имеет амплитудную модул цию частоты . След ща  система в составе фотоприемника 9, усилител  10, реверсивного двигател  11, и кинематически св занного с ним анализатора 8 выполн ет функцию отрицательной обратной св зи и стремитс  не допустить по влени  электрического сигнала на входе усилител  10. Как только происходит изменение показател  преломлени  и по вл е тс  сигнал часThe invention relates to technical physics, and more specifically to methods and devices for measuring the refractive index of liquid penetrating media, for example, to determine the content of dry aeatecTB. There is a known method of measuring the refractive index at the limit of the 1st angle with full internal reflection, when one of the surfaces of the sensor is in contact with the medium under study. The interface is illuminated by a monochromatic beam of rays. After reflection, under certain conditions, in a normal beam beam, a light field is formed consisting of bright and dark zones. The border between them corresponds to the limiting ray and is called the border of light and shade. When the refractive index of the test medium changes, the light and shadow boundary moves. A refractometer is used to measure according to a known method. It contains (a CI radiation source with a line spectrum, a light filter, a reference prism in contact with the medium under test and an accounted device, in the eye of which one sees the displacement of the sweetener on a specific scale 1. Closest to the technical essence The proposed method is to automatically measure the refractive index of the limiting beam with full internal reflection, in which, within the limits of movement of the light and shade boundary, it is set under The mobile photo camera is fixed, and in the illuminated zone it is stationary, partially fixed, to equalize the signals from photographic collectors. The damage of the moving photoreceiver is restored by changing the refractive index by lighting of the light and shadow and the display of the moving photo receiver. implementation of the known method includes a glow lamp, an interference light filter, a lens, a measuring prism, a cell with the test medium, photodetectors ki (mobile and fixed), electron usi.t1telnuyu portion reversible motor coupled to ry chaikno-cam mechanism and ipsaloy. The drawback of the device is that the sensitivity and accuracy in the automation of the measurement process are comparatively low. The error is 2 "units of the refractive index. In addition, the use of two photodetectors requires their preliminary selection and verification of the parameters stability over time. The instability of the photodetectors leads to a distortion of the measurement results. The purpose of the invention is to increase the sensitivity and accuracy of measurement. This goal is achieved by the fact that in the method of measuring the refractive index, which includes detecting the position of the light and shade boundary, form a full internal reflection on the interface between the reference and test media illuminated by a monochromatic beam, reflected from the boundary of the distributed beam of rays polarize, modulate, change the azimuth linearly The radiation of a part of the beam is reflected from the beam, and the change in the refractive index is determined from the change in the azimuth of the polarization plane. j In addition, in the device, with the radiation source, lens, interference filter, measuring prism, medium with a test medium, a photodetector electrically connected to an amplifier, whose output is connected to the control winding of the reversing motor, successively installed along the light beam. after the prism, along the course of the light beam, a polarizing modulator, a da- phragm. rectangular section is installed, on one side provided with a plate — of optically active material, and an analyzer, kinematically coupled with a reversivnEF Motor Telem. FIG. 1 shows a schematic diagram of the proposed device in FIG. 2, a vector diagram explaining the measurement principle of the proposed method, where r is the vector of initial azimuth of polarized radiation; J is the vector of altered azimuth of polarized radiation; 82 is the initial azimuth vector. polarized radiation, which appears when the light and shade boundary is shifted; vf is the change in the average — the position of the azimuth of the polarization plane; The azimuth variation of the field plane is proportional to the change in the refractive index. A device for carrying out the proposed method comprises a radiation source, a lens 2, an interference light filter 3, a measuring prism 4, a flow cell 5, a field modulator 6, a rectangular diaphragm 7, supplied with a plate of optically active material in One Part of it , analyzer 8, photodetector 9, amplifier 10, reversible motor 11, power supply unit 12, reading device 13. The proposed method is carried out in the following way. The radiation reflected from the boundary of the section is transformed & They are linearly polarized and simultaneously simulate, the change is the azimuth relative to the average position r by a small amount. Then the average position is changed by the head. The new position of the azimuth of the radiated radiation s. The change of the zing is carried out by a plate of poultry active material, the paradise of which passes the border of light and the center of the azimuth of the linearly polarized radiation by angle C. As the refractive index changes, the light and shadow moves to the dark OH and after the diaphragm appears additional linear polarized radiation with an initial average position of azimuth S, but having an intensity depending on the position of the light and shade boundary. When used to analyze the state of polarization of an extremal mutede, the minimum, i.e. setting the linear analyzer to the minimum transmission of incoming radiation, it occupies different positions for these two cases. These positions differ by an angle " proportional to the displacement of the boundary of the light and shade, and therefore, to a change in the refractive index of the medium under study. If the refractive index does not change in the medium, the device is in the balance position, when the radiation with the average azimuth position of the linearly polarized radiation has an amplitude modulation frequency of 2f after the analyzer 8 (f is the frequency of the azimuth changes relative to the average position). When the refractive index changes, the light and light boundary shifts to the empty part of the diaphragm 7, and the analyzer 8 additionally receives radiation with the initial average position of the azimuth. Thus, two components of radiation arrive at the analyzer, one of which is constant, and the second is variable, depending on the intensity of the light and shade boundary. Behind analyzer 8, the second component has amplitude modulation of frequency. The tracking system comprising the photodetector 9, the amplifier 10, the reversing engine 11, and the kinematically connected analyzer 8 performs the function of negative feedback and tends to prevent the appearance of an electrical signal at the input of the amplifier 10. As soon as the refractive index changes and hour signal

Claims (2)

Формула изобретенияClaim 1. Способ измерения показателя, преломления, включающий регистрацию 25 положения границы светотени, образующейся при полном внутреннем отражении на освещаемой монохроматическим пучком,лучей границе раздела эталонной и исследуемой сред, о т л и ч а- jq ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности из мерения, отраженный от границы раздела пучок лучей поляризуют, модулируют, изменяют азимут линейно поляризованного излучения части пучка отраженных лучей, а изменение показателя преломления определяют по изменению азимута плоскости поляризации.1. A method of measuring the index, refraction, including recording 25 positions of the chiaroscuro border formed by total internal reflection on a monochromatic beam illuminated by the rays, the interface between the reference and the studied media, and the fact that , in order to increase the sensitivity and accuracy of measurements, the beam of rays reflected from the interface is polarized, modulated, the azimuth of the linearly polarized radiation of a part of the reflected beam is changed, and the change in the refractive index is determined by the change in the azimuth glossiness of polarization. 2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее последовательно установленные по ходу свето· вого луча источник излучения, объектив, интерференционный светофильтр, измерительную призму, кювету с исследуемой средой, Фотоприемник, электрически связанный с усилителем, выход которого подключен к· управляющей обмотке реверсивного двигателя, отлич ающееся тем, что пос ле приз»фз по ходу светового луча уста ίновлены поляризатор-модулятор, диафрагма прямоугольного сечения,с одной стороны снабженная пластинкой из оптически активного материала, и анализатор, кинематически связанный с реверсивном двигателем.2. The device for implementing the method according to claim 1, containing a radiation source, a lens, an interference filter, a measuring prism, a cuvette with a test medium, a photodetector electrically connected to an amplifier, the output of which is connected to a control winding, sequentially installed along the light beam; a reversible engine, characterized in that after the prize »fz along the light beam a polarizer-modulator is installed, a diaphragm of rectangular cross section, on one side equipped with a plate of optically active material, and the analyzer is kinematically connected to the reversing motor.
SU792774037A 1979-04-09 1979-04-09 Method and device for measuring refractive index SU807163A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792774037A SU807163A1 (en) 1979-04-09 1979-04-09 Method and device for measuring refractive index

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792774037A SU807163A1 (en) 1979-04-09 1979-04-09 Method and device for measuring refractive index

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU807163A1 true SU807163A1 (en) 1981-02-23

Family

ID=20831068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792774037A SU807163A1 (en) 1979-04-09 1979-04-09 Method and device for measuring refractive index

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU807163A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS567246A (en) Method and unit for focus detection
US4309110A (en) Method and apparatus for measuring the quantities which characterize the optical properties of substances
FR2468099A1 (en) METHOD AND APPARATUS FOR LASER INTERFEROMETRY WITH TWO WAVE LENGTHS
CA1141190A (en) Apparatus for determining the refractive index profile of optical fibres
US3724952A (en) Method for polarimetric analysis
US3424531A (en) Distance measuring instrument using a pair of modulated light waves
CN114061803A (en) Circular polarization photoelastic stress measuring system and measuring method
KR100302687B1 (en) Differential refractive index measurement method and apparatus and method of using the same
SU807163A1 (en) Method and device for measuring refractive index
US3655990A (en) Radiation sensitive length measuring system
US3481671A (en) Apparatus and method for obtaining optical rotatory dispersion measurements
US5926295A (en) Holographic process and device using incoherent light
CN219178731U (en) System for measuring polarization state spatial distribution of laser beam in real time
CN217331574U (en) Silicon-based liquid crystal photoelectric performance testing device
SU1732314A1 (en) Planar optical waveguide parameters determination method
JPS6423126A (en) Multiple light source polarization analyzing method
SU148550A1 (en) Polarization Interferometer-Refractometer
RU2049985C1 (en) Refractometer
SU853428A2 (en) Device for measuring temperature
SU104005A1 (en) The method of determining the thickness and index; refraction of thin films
SU1439391A1 (en) Method and apparatus for measuring deviation of light conductor diameter from standard one
SU872973A1 (en) Photometer for measuring optical surface reflection factor
SU1741034A1 (en) Device for measuring parameters of signal reflections from input of microwave components
SU849841A1 (en) Photometer for holography
RU2061250C1 (en) Acoustic-optical device for detection of frequency of radio signal