[实用新型]一种阿贝折射仪的光路结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学测量仪器领域，特别涉及一种阿贝折射仪的光路结构。

背景技术

折射率是物质的重要物理常数之一，许多纯物质都具有一定的折射率，如果其中含有杂质则折射率将发生变化，出现偏差，杂质越多，偏差越大。因此通过折射率的测定，可以测定物质的纯度。阿贝折射仪(也称阿贝折光仪)是根据光的全反射原理设计的仪器，它利用全反身临界角的测定方法测定未知物质的折光率，可定量地分析溶液中的某些成分，检验物质的纯度，是石油工业、油脂工业，制药工业，造漆工业、食品工业、日用化学工业，制糖工业和地质勘察等有关工厂，学校及研发单位不可缺少的常用设备之一。

其工作原理如下：

当一束单色光从介质1进入密度不同的介质2时，光线在通过界面时改变了方向，这一现象称为光的折射，光的折射现象遵从折射定律：

sinαsinβ=n2n1---(1)]]>

式中a为入射角，β为折射角n₁、n₂为交界面两侧两种介质的折射率。当光线从一种折射率小的介质1射入折射率大的介质2时(n₁＜n₂)，入射角一定大于折射角(a＞β)。当入射角增大时，折射角也增大，设当入射角a＝90°时，折射角为β₀，我们将此折射角称为临界角。因此，当在两种介质的界面上以不同角度射入光线时(入射角a从0°～90°)，光线经过折射率大的介质后，其折射角β≤β₀，其结果是大于临界角β₀的部分无光线通过，成为暗区；小于临界角的部分有光线通过，成为亮区。临界角成为明暗分界线的位置，根据(1)式可得：

n1=n2sinβ0sinα=n2·sinβ0---(2)]]>

因此，在固定一种介质时，临界折射角β₀的大小与被测物质的折射率是简单的函数关系，阿贝折射仪就是根据这个原理而设计的。

现有的多光源折射率测量系统，通过选择多个光源中的一个合适的光源使临界角对应的分界线移至可测范围，从而起到扩大量程的作用；CCD阵列装在距透镜距离为L处，L不等于透镜焦距，即CCD阵列位于偏离透镜后焦面处，此时光源的线宽将使得一个角度对应于一点变成了对应于一个光斑，造成了暗区到亮区的过渡过宽，即变化不锐，从而影响精度。现有的技术都采用透镜成像在CCD阵列上，由于透镜总是存在像差，影响自动阿贝折射仪的准确度。

可见，现有技术中的自动阿贝折射仪的测量系统存在如下问题：

1.光路复杂，光学元件繁多，必然造成光路调试困难，用户需要具备一定的专业技术才能够对仪器进行操作。

2.聚光透镜和棱镜分离，使仪器的体积增大。

3.繁多的光学元件导致仪器成本居高不下。

4.使用多个LED光源组来实现大量程的测量，使得系统变得更加复杂、笨重，价格昂贵，不利于仪器小型化。