專利名稱：半自動(dòng)v棱鏡折射儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)儀器，特別是涉及一種半自動(dòng)V棱鏡折射儀。
本實(shí)用新型解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是一種半自動(dòng)V棱鏡折射儀，沿光路包括光源、聚光鏡、濾光片、矩形光欄分化板、物鏡、玻璃V形凹?jí)K、棱鏡反射鏡、望遠(yuǎn)物鏡、分化板、目鏡、照相物鏡、CCD、顯示器，在玻璃V形凹?jí)K一側(cè)有光柵度盤，在光柵度盤下連接了編碼器和計(jì)算機(jī)。
本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型采用了V棱鏡折射儀測(cè)量物體折射率的原理，盡量保留了原V棱鏡折射儀成熟的光路設(shè)計(jì)，用光柵度盤取代了原來的光學(xué)度盤，通過CCD成像技術(shù)把瞄準(zhǔn)像放大呈現(xiàn)在顯示屏上，使瞄準(zhǔn)容易、準(zhǔn)確、快速，在不提高被測(cè)樣品加工要求的條件下，有效地提高了測(cè)試精度、測(cè)試速度和測(cè)試范圍。
圖2是半自動(dòng)V棱鏡折射儀的示意圖。
圖中構(gòu)件名稱及序號(hào)如下光源1、聚光鏡2、濾光片3、矩形光欄分化板4、物鏡5、玻璃V形凹?jí)K6、被測(cè)樣品7、棱鏡反射鏡8、望遠(yuǎn)物鏡9、分化板10、目鏡11、光學(xué)度盤12、測(cè)微目鏡13、照相物鏡14、CCD 15、顯示器或監(jiān)視器16、光柵度盤17、編碼器18、計(jì)算機(jī)19、打印機(jī)20。
現(xiàn)在廣泛使用的V棱鏡折射率測(cè)試儀的示意圖如

圖1所示，光線由光源1經(jīng)聚光鏡2通過濾光片3會(huì)聚到矩形光欄分化板4上，矩形光欄分化板4上的矩形光欄中央有一條微米級(jí)的細(xì)刻線位于物鏡5的焦平面上，矩形光欄分化板4和物鏡5組成平行光管系統(tǒng)，矩形光欄分化板4上的細(xì)刻線經(jīng)物鏡5成像并通過玻璃V形凹?jí)K6、被測(cè)樣品7發(fā)生偏折后，再通過棱鏡反射鏡8、望遠(yuǎn)物鏡9后，細(xì)刻線成像在分化板10上。分化板10上刻有兩條平行的細(xì)刻線，棱鏡反射鏡8、望遠(yuǎn)物鏡9、分化板10、目鏡11組成望遠(yuǎn)系統(tǒng)與光學(xué)度盤12聯(lián)動(dòng)，光學(xué)度盤12安裝在玻璃V形凹?jí)K一側(cè)，望遠(yuǎn)系統(tǒng)光軸與度盤12的轉(zhuǎn)軸平行，并可以以光學(xué)度盤12的轉(zhuǎn)軸為中心隨光學(xué)度盤12一起轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)被測(cè)樣品7的折射率與玻璃V形凹?jí)K6一致時(shí)，光線經(jīng)過玻璃V形凹?jí)K6、被測(cè)樣品7時(shí)不發(fā)生偏折，此時(shí)人眼通過目鏡11觀察到矩形光欄分化板4上的細(xì)刻線位于分化板10上的雙刻線中央，人眼通過測(cè)微目鏡13讀出光學(xué)度盤12的讀數(shù)為零，當(dāng)被測(cè)樣品與玻璃V形凹?jí)K折射率不一致時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)平行光管，通過目鏡11觀察使細(xì)刻線被雙刻線相夾，從測(cè)微目鏡13讀出光學(xué)度盤12的角度值，根據(jù)下式計(jì)算出被測(cè)樣品的折射率值n2=n02±sinθn02-sin2θ]]>其中n為被測(cè)樣品折射率值，θ為光學(xué)度盤的角度值，n0為玻璃V形凹?jí)K折射率值。
本實(shí)用新型的示意圖如圖2所示，沿光路有光源1、聚光鏡2、濾光片3、矩形光欄分化板4、物鏡5、玻璃V形凹?jí)K6、被測(cè)樣品7、棱鏡反射鏡8、望遠(yuǎn)物鏡9、分化板10、目鏡11、照相物鏡14、CCD 15、顯示器或監(jiān)視器16，在玻璃V形凹?jí)K一側(cè)安裝光柵度盤17，由編碼器18、計(jì)算機(jī)19、打印機(jī)20實(shí)現(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、處理、顯示、打印。本實(shí)用新型將光學(xué)度盤改用光柵度盤17，并由編碼器18和計(jì)算機(jī)19直接采讀角度值，自動(dòng)計(jì)算處理。本實(shí)用新型還通過照相物鏡14把矩形光欄分化板4上的細(xì)刻線和分化板10上的雙刻線充分放大，提高對(duì)準(zhǔn)靈敏度，并利用CCD15有比人眼高得多的感光度的優(yōu)點(diǎn)，把對(duì)準(zhǔn)像傳送到顯示器或監(jiān)視器16上用人眼對(duì)準(zhǔn)。
適當(dāng)增大由望遠(yuǎn)物鏡9、分化板10、目鏡11所組成的望遠(yuǎn)系統(tǒng)的放大倍率，例如放大率增加到10倍，將CCD15前的照相物鏡14的焦距大于8mm，例如為16mm，使對(duì)準(zhǔn)像得到滿足要求的充分放大，適當(dāng)加長(zhǎng)望遠(yuǎn)系統(tǒng)與光柵度盤17連接的臂長(zhǎng)，使望遠(yuǎn)系統(tǒng)繞光柵度盤17的轉(zhuǎn)軸所形成的弧長(zhǎng)增大，例如臂長(zhǎng)由80mm增加到160mm，以長(zhǎng)一倍的弧度量同一角度，對(duì)準(zhǔn)靈敏度又成倍提高。當(dāng)CCD15把對(duì)準(zhǔn)像傳送到顯示屏上，由于對(duì)準(zhǔn)像放大四倍以上、對(duì)準(zhǔn)靈敏度又提高了一倍，所以通過手動(dòng)調(diào)節(jié)光柵度盤17，在幾秒鐘內(nèi)就能完成對(duì)準(zhǔn)。光柵度盤17與編碼器18、計(jì)算機(jī)19聯(lián)機(jī)，測(cè)試的角度值通過標(biāo)準(zhǔn)接口由計(jì)算機(jī)采集并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)時(shí)顯示測(cè)試數(shù)據(jù)，所以快速對(duì)準(zhǔn)后能立即得到測(cè)試結(jié)果并打印測(cè)試報(bào)告。CCD15選用光譜范圍寬、靈敏度高的型號(hào)，例如CCD選用波長(zhǎng)為360nm～1050nm、感光靈敏度為0.1Lux的型號(hào)。CCD15比人眼可視范圍大得多，能看到近紅外、近紫外區(qū)域，CCD15還有比人眼高得多的靈敏度，對(duì)提高測(cè)試精度和擴(kuò)大測(cè)試范圍起到了決定性的因素。光柵度盤17可選用2秒精度的型號(hào)。
當(dāng)本實(shí)用新型對(duì)同一樣品進(jìn)行d、c、f等譜線的折射率Nd、Nc、Nf分別測(cè)量后，計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)計(jì)算部分色散和相對(duì)色散系數(shù)。
本實(shí)用新型經(jīng)過實(shí)際操作，測(cè)試速度能達(dá)到每小時(shí)完成200個(gè)以上的樣品測(cè)試，重復(fù)測(cè)試精度達(dá)到1.5×10-5。
本實(shí)用新型是對(duì)V棱鏡折射率測(cè)試儀的一種改進(jìn)，利用V棱鏡折射原理測(cè)量物體折射率色散系數(shù)、部分色散和近紅外、近紫外折射率的半自動(dòng)V棱鏡折射儀。它繼承了傳統(tǒng)V棱鏡折射儀對(duì)樣品加工要求簡(jiǎn)單，光能損失低和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，而又能測(cè)試傳統(tǒng)V棱鏡折射儀不能測(cè)試的近紅外、近紫外譜線，具有測(cè)試精度高、測(cè)試速度快、減輕操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，盡量避免主觀誤差的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種半自動(dòng)V棱鏡折射儀，沿光路包括光源、聚光鏡、濾光片、矩形光欄分化板、物鏡、玻璃V形凹?jí)K、棱鏡反射鏡、望遠(yuǎn)物鏡、分化板、目鏡，其特征在于沿光路在目鏡后還有照相物鏡、CCD、顯示器，在玻璃V形凹?jí)K一側(cè)有光柵度盤，在所述光柵度盤下連接了編碼器和計(jì)算機(jī)。
2.按照權(quán)利要求1所述的半自動(dòng)V棱鏡折射儀，其特征在于所述矩形光欄分化板上有一條微米級(jí)的細(xì)刻線位于物鏡的焦平面上，分化板上刻有兩條平行的細(xì)刻線。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的半自動(dòng)V棱鏡折射儀，其特征在于所述CCD選用波長(zhǎng)為360nm～1050nm、感光靈敏度為0.1 Lux的型號(hào)，所述光柵度盤選用2秒精度的型號(hào)。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的半自動(dòng)V棱鏡折射儀，其特征在于所述計(jì)算機(jī)下連接了打印機(jī)。
5.按照權(quán)利要求1所述的半自動(dòng)V棱鏡折射儀，其特征在于由監(jiān)視器代替所述顯示器。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種半自動(dòng)V棱鏡折射儀，它沿光路包括光源、聚光鏡、濾光片、矩形光欄分化板、物鏡、玻璃V形凹?jí)K、棱鏡反射鏡、望遠(yuǎn)物鏡、分劃板、目鏡、照相物鏡、CCD、顯示器，在玻璃V形凹?jí)K一側(cè)有光柵度盤，在光柵度盤下連接了編碼器和計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型利用了用V棱鏡折射原理測(cè)量物體折射率的原理，用光柵度盤取代了原來的光學(xué)度盤，通過CCD成像技術(shù)把瞄準(zhǔn)像放大呈現(xiàn)在顯示屏上，使瞄準(zhǔn)容易、準(zhǔn)確、快速，在不提高被測(cè)樣品加工要求的條件下，有效的提高了測(cè)試精度、測(cè)試速度和測(cè)試范圍。
文檔編號(hào)G01N21/41GK2605569SQ0323352
公開日2004年3月3日 申請(qǐng)日期2003年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月14日
發(fā)明者胡熔, 蔣智強(qiáng) 申請(qǐng)人:成都光明光電信息材料有限公司